Microsoft Word - Technik_ochrony_srodowiska_311[24]_Z3.01

___________________________________________________________________________

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
i NAUKI

Elżbieta Buchcic

Monitorowanie powietrza
311[24].Z3.01

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2005

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
mgr inż. Elwira Krzemieniewska
mgr inż. Małgorzata Matuszewska

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Katarzyna Maćkowska

Konsultacja:
dr hab. Barbara Baraniak

Korekta:
mgr inż. Teresa Sagan

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[24].Z3.01
Monitorowanie powietrza zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu technik
ochrony środowiska.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2005

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Cel i zasady monitorowania powietrza

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Stan powietrza atmosferycznego w Polsce

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Lokalizacja punktów pomiarowych i organizacja monitoringu powietrza 18

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Monitoring zanieczyszczeń powietrza

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Dopuszczalne stężenia substancji zanieczyszczających powietrze

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. Ocena stanu czystości powietrza

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7. Skutki zanieczyszczenia powietrza

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.2. Pytania sprawdzające

4.7.3. Ćwiczenia

4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8. Zmiany w środowisku pod wpływem zanieczyszczeń powietrza

4.8.1. Materiał nauczania

4.8.2. Pytania sprawdzające

4.8.3. Ćwiczenia

4.8.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiadomości dotyczących monitorowania

powietrza oraz w kształtowaniu umiejętności oceny stopnia jego zanieczyszczenia.

W poradniku zamieszczono:

− wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć przed przystąpieniem do nauki w wybranym

przez Ciebie zawodzie,

− wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z tym poradnikiem,

− materiał nauczania – czyli wiadomości dotyczące monitoringu powietrza oraz sposobów

oceny stopnia jego zanieczyszczeń,

− zestawy pytań, które pomogą Ci sprawdzić, czy opanowałeś podane treści

o monitorowaniu powietrza,

− ćwiczenia, które mają na celu wykształcenie Twoich umiejętności praktycznych,

− sprawdzian postępów
− wykaz literatury, z jakiej możesz korzystać podczas nauki.

W materiale nauczania zostały omówione zagadnienia dotyczące zasad lokalizacji

punktów pomiarowych powietrza, rozpoznawanie źródeł i rodzajów zanieczyszczeń, badania
ich stężenia w powietrzu atmosferycznym, opracowywania wyników badań oraz
prognozowania zmian zachodzących w środowisku pod wpływem zanieczyszczeń powietrza.
Podczas realizacji tego materiału będziesz wykorzystywał wiedzę zdobytą w jednostce –
badanie atmosfery. Zakres treści kształcenia jest bardzo szeroki, ponieważ stopień
zanieczyszczenia powietrza w Polsce wymaga przewidywania zmian jakie zachodzą w
środowisku w wyniku działalności człowieka i podejmowania działań ochronnych.

Przy wyborze odpowiednich treści niewątpliwie pomocny będzie nauczyciel, który

wskaże Ci metody monitorowania powietrza te szczególnie ważne, jak i pomocnicze
potrzebne do oceny stopnia zanieczyszczenia oraz wykonywania przyszłych zadań
zawodowych.

Na początku zapoznasz się z wymaganiami dotyczącymi wiedzy jaką powinieneś

dysponować przed przystąpieniem do nauki w ramach tej jednostki modułowej. Następnie
poznasz przyjęte w niej cele kształcenia, a zatem umiejętności i wiadomości, które
powinieneś opanować podczas nauki oraz wykonując ćwiczenia. Jednak wcześniej
powinieneś zdobyć wiedzę teoretyczną niezbędną do ich wykonania, z którą zapoznasz się
w materiale nauczania. W celu uzupełnienia i wzbogacenia jej sięgaj też do innych źródeł
informacji. Przed przystąpieniem do wykonywania ćwiczeń sprawdzisz swoje wiadomości
odpowiadając na pytania składające się na sprawdzian, który zamieszczony został po części
zawierającej materiał nauczania.

Wykonując ćwiczenia przedstawione w poradniku lub zaproponowane przez nauczyciela,

będziesz poznawał cele, stan, organizację monitorowania powietrza oraz zmiany zachodzące
w  środowisku między innymi na podstawie informacji podanych w materiale nauczania
i w instrukcjach ćwiczeń dotyczących:
−  wyznaczania punktów pomiarowych monitoringu powietrza na wybranym obszarze,
−  określania stężenia dwutlenku węgla w próbkach powietrza pobranych w określonych

punktach kontrolnych,

− określania stężenia tlenku siarki i tlenków azotu w wybranych próbkach powietrza,

− określania stężenia gazów spalinowych w próbkach powietrza pobranych

w określonych punktach kontrolnych,

− określania stężenia pyłów w wybranych próbkach powietrza,

− określania poziomu emisji lub imisji zanieczyszczeń powietrza, na podstawie analizy

zebranych danych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− oceniania stopnia zanieczyszczenia powietrza na monitorowanym obszarze, na podstawie

wyników badań,

− sporządzania raportu o stanie czystości powietrza na danym terenie, na podstawie danych

statystycznych umieszczonych w Raporcie o stanie środowiska.
Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swoich postępów wykonując test

Sprawdzian postępów, zamieszczony zawsze po podrozdziale Ćwiczenia.

W tym celu:

− przeczytaj pytania i odpowiedz na nie,
− podaj odpowiedź wstawiając X w podane miejsce:

− wpisz TAK jeśli Twoja odpowiedź na pytanie jest prawidłowa,

− wpisz NIE jeśli Twoja odpowiedź na pytanie jest niepoprawna.
Odpowiedzi NIE wskazują luki w Twojej wiedzy, informują Cię również jakich

elementów monitoringu jeszcze dobrze nie poznałeś. Oznacza to także powrót do treści, które
nie są dostatecznie opanowane.

Poznanie przez Ciebie wszystkich lub określonej części wiadomości o monitorowaniu

powietrza będzie stanowiło dla nauczyciela podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu
przyswojonych wiadomości i ukształtowanych umiejętności. W tym celu nauczyciel posłuży
się Zestawem testów zawierającym różnego rodzaju zadania. W rozdziale 5. tego poradnika
jest zamieszczony taki Zestaw, zawierający:
− instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania sprawdzianu,
− przykładową kartę odpowiedzi, w której, w wolnych miejscach wpisz odpowiedzi na

pytania-zadania; będzie to stanowić dla Ciebie trening przed sprawdzianem zaplanowanym
przez nauczyciela.

Przyjęty system nauczania pozwoli Ci na samodzielne wyszukiwanie informacji

zamieszczonych w różnych źródłach i praktyczne działanie w celu ochrony powietrza.

Bezpieczeństwo i higiena pracy
Podczas zajęć musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bhp i higieny pracy oraz
instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych prac. Przepisy te
poznasz podczas trwania nauki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji tej jednostki modułowej powinieneś umieć:

− poszukiwać informacji w różnych źródłach,

− selekcjonować, porządkować i przechowywać informacje,

− dokumentować, notować i selekcjonować informacje,
− określać skład powietrza atmosferycznego,

− scharakteryzować zjawiska zachodzące w atmosferze,

− rozpoznawać źródła zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery,
− określać sposoby rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w atmosferze,

− mierzyć parametry meteorologiczne powietrza atmosferycznego,

− dokonać interpretacji mapy pogody,
− dobrać metody badań zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego,

− pobrać i zabezpieczyć próbki powietrza do analizy,

− posługiwać się aparaturą do pomiaru stężenia zanieczyszczeń atmosfery,
− oznaczać parametry określające stopień zanieczyszczenia powietrza,

− określać stężenie wybranych składników gazowych atmosfery,

− mierzyć stopień zapylenia powietrza atmosferycznego,
− porównywać wyniki badań z dopuszczalnymi stężeniami substancji zanieczyszczających

powietrze,

− określać przemiany fizykochemiczne w atmosferze, zachodzące pod wpływem

zanieczyszczeń,

− określać skutki zanieczyszczenia atmosfery,
− opracowywać wyniki badań wykorzystując techniki informatyczne,

− stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pobierania próbek i badania

powietrza atmosferycznego,

− posługiwać się rocznikiem statystycznym, komputerem podczas wyszukiwania danych

i przeprowadzania ćwiczeń,

− interpretować związki wyrażone za pomocą wzorów, wykresów, schematów, diagramów,

tabel,

− obserwować i opisywać zjawiska przyrodnicze,

− dostrzegać i opisywać związki między naturalnymi składnikami środowiska, człowiekiem

i jego działalnością,

− oceniać własne możliwości sprostania wymaganiom stanowiska pracy i wybranego

zawodu,

− posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu ochrony środowiska, a także

bezpieczeństwa i higieny pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

Po realizacji tej jednostki modułowej powinieneś umieć:

− określić cel i zasady monitoringu powietrza atmosferycznego,
− określić zasady lokalizacji punktów pomiarowych monitoringu powietrza,

− zidentyfikować źródła i rodzaje zanieczyszczeń powietrza na monitorowanym obszarze,

− określić poziom emisji i imisji zanieczyszczeń na monitorowanym obszarze,
− zastosować odpowiednie metody pomiarowe do badania aktualnego stanu powietrza,

− zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii, zasadami

bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej,

− pobrać próbki powietrza do badań laboratoryjnych,
− posłużyć się aparaturą pomiarową do badania powietrza,

− oznaczyć stężenie substancji zanieczyszczających powietrze,

− opracować wyniki badań z wykorzystaniem technik komputerowych,
− ocenić stopień zanieczyszczenia powietrza,

− porównać wyniki badań z obowiązującymi wymaganiami,

− przewidzieć zmiany w środowisku zachodzące pod wpływem zanieczyszczeń powietrza.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Cel i zasady monitorowania powietrza

4.1.1. Materiał nauczania

Monitoring [łac. monitor = ostrzegający, doradca], system obserwacji i pomiarów

jednego lub kilku składników przyrody w celu oceny stanu środowiska i zachodzących w nim
zmian oraz prognozowania przyszłych stanów. Jego istotą jest prowadzenie obserwacji
i pomiarów przy użyciu wystandaryzowanej aparatury i jednolitej metody, w sposób ciągły,
w wielu miejscach i w tym samym czasie.

Do monitoringu środowiska wykorzystuje się najnowszą technikę zdalnych pomiarów,

a także obserwacje satelitarne, sieci łączności, przetwarzanie i przekazywanie danych.

Polska uczestniczy w międzynarodowym programie badanie tła zanieczyszczenia

powietrza atmosferycznego (obserwatorium na Śnieżce prowadzi obserwacje meteorologiczne
i stacja w Suwałkach), w systemie globalnego monitoringu środowiska (stacja w Puszczy
Boreckiej) i w dwu innych programach; poza tym bierze udział w monitoringu Bałtyku
(badania chemiczne, radiologiczne i biologiczne) i monitoringu biologicznym w rezerwatach
biosfery.

Monitorowanie może dotyczyć:

− źródeł – badania natury i szybkości emisji do atmosfery lub wody albo opadu na ląd,

− mechanizmów transportu – stężenia substancji szkodliwych, odległości na jaką są

przenoszone i czy ulegają przemianom chemicznym,

− celów – ilości i wyszczególnienia substancji szkodliwych docierających do ludzi

zwierząt, roślin, ekosystemów lub konstrukcji.

Monitoring ochrony powietrza – wykonywany jest w oparciu o przepisy prawne zawarte
w Prawie ochrony środowiska w ustawie z dnia 22 kwietnia 2001r. (Dz. U. Nr 62 poz. 627).
Dla określenia jakości i ilości zanieczyszczeń oraz ich migracji przez poszczególne elementy
środowiska, a

także stopnia kumulacji zanieczyszczeń stworzony został system

informacyjno-decyzyjny zwany monitoringiem. Obejmuje on swoim zasięgiem poszczególne
regiony, kraje, a nawet kontynenty. Jego działanie polega na uzyskiwaniu, przekazywaniu
i przetwarzaniu informacji w sposób ciągły (bez przerwy) dla danego obszaru wraz
z możliwością integracji, czyli podejmowania decyzji (na przykład o zamknięciu fabryki czy
huty) uwzględniając potrzeby gospodarcze, społeczne, zdrowotne, rekreacyjne.

Państwowy monitoring środowiska (PMŚ) – wspomaga działania na rzecz ochrony
środowiska poprzez systematyczne informowanie organów administracji i społeczeństwa o:
– jakości elementów przyrodniczych, dotrzymywaniu określonych standardów oraz obszarach
występowania przekroczeń tych standardów,
– występujących zmianach jakości elementów przyrodniczych i przyczynach tych zmian,
w tym powiązaniach przyczynowo-skutkowych pomiędzy emisjami i stanem środowiska.

Cele programu PMŚ zakładają, że efektem dostosowania działania systemu monitoringu do
nowych uwarunkowań jest nie tylko pozyskiwanie i prezentacja stanu i zmian w środowisku,
ale także określenie trendów zmian środowiska oraz wykonanie prognoz przy uwzględnieniu
wskaźników rozwoju społeczno-gospodarczego kraju. Powyższe cele będą realizowane
w szczególności poprzez:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− analizę danych pomiarowych i wyników obserwacji,

− gromadzenie danych emisyjnych,

− prowadzenie badań wskaźnikowych charakteryzujących poszczególne komponenty

środowiska,

− określenie powiązań przyczynowo-skutkowych pomiędzy emisją i imisją

− rozwój technik modelowania w ocenie stanu środowiska,

− opracowanie raportów zintegrowanych,
− doskonalenie i upowszechnienie form prezentowania informacji.

Celem nadrzędnym badań w ramach monitoringu jest ocena stopnia emisji i imisji

powietrza. Informacje uzyskane w ramach funkcjonowania systemu są podstawą do
identyfikacji zagrożeń i podejmowania działań zmniejszających zanieczyszczenie.
Zgromadzone dane wykorzystywane są również do ustalenia aktualnego stanu
zanieczyszczenia powietrza dla zakładów istniejących i projektowanych.

System monitoringu zanieczyszczeń powietrza

Monitoring powietrza atmosferycznego realizowany jest w oparciu o sieci pomiarowe:

sieć krajową, automatyczną sieć pomiarową „Czarny Trójkąt” oraz sieć wojewódzką,
obejmującą, stacjonarne stacje pomiarowe oraz laboratoria mobilne. Uzupełnieniem
wymienionych sieci są pomiary w sieciach lokalnych, prowadzone wokół wybranych
zakładów przemysłowych. Stężenia zanieczyszczeń ze stacji manualnych oznaczane są
w laboratoriach WIOŚ akredytowanych przez Polskie Centrum Badań i Certyfikacji.

Sieć krajową monitoringu zanieczyszczeń powietrza tworzą: sieć podstawowa, sieć nadzoru
ogólnego nad jakością powietrza w miastach i aglomeracjach miejsko-przemysłowych oraz
sieć monitoringu chemizmu opadów atmosferycznych.

Sieć krajowa stacji podstawowych jest jednolitym, opartym na określonych zasadach

systemem pomiarowym, mającym na celu dostarczanie organom administracji centralnej
i lokalnej informacji o obserwowanych trendach i stężeniach wybranych zanieczyszczeń
powietrza w różnych regionach kraju. Merytoryczny nadzór nad pracą sieci podstawowej
sprawuje Instytut Ochrony Środowiska w Warszawie. Pomiary w tej sieci realizowane są
przez Wojewódzkie Inspektoraty Ochrony Środowiska i instytucje naukowo-badawcze. Na
terenie województw w sieci podstawowej monitoringu powietrza atmosferycznego znajdują
się stacje pomiarowe (automatyczne i manualne).

Sieć nadzoru ogólnego to system oparty na pomiarach manualnych, wykonywanych przez

Państwową Inspekcję Sanitarną. Pomiary w tego rodzaju sieci są źródłem danych
umożliwiających ocenę stanu zanieczyszczenia i bieżącą kontrolę jakości powietrza na terenie
miast, w których liczba mieszkańców przekracza 20 tysięcy.

Rozszerzeniem sieci krajowej jest wojewódzka sieć monitoringu zanieczyszczeń

powietrza atmosferycznego, w skład której wchodzą stałe i mobilne stacje pomiarowe.

Uzupełnieniem sieci badawczej są sieci lokalne prowadzone i finansowane przez

jednostki gospodarcze. Uwzględniają one oddziaływanie lokalnych źródeł zanieczyszczeń,
głównie zakładów. Ich celem jest ocena i analiza przekraczania norm zanieczyszczenia
powietrza w skali lokalnej oraz weryfikacja skuteczności zakładowych programów ochrony
atmosfery przed zanieczyszczeniem.

W monitoringu powietrza realizowane są również badania w ramach współpracy

międzynarodowej: system monitoringu „Czarny Trójkąt” i europejski monitoring jakości
powietrza EUROAIRNET.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Międzynarodowy system monitoringu „Czarny Trójkąt” obejmuje zintegrowaną
trójstronną polsko-niemiecko-czeską sieć 40 automatycznych stacji monitoringu powietrza,
w tym na terenie Rzeczypospolitej Polskiej – 10 stacji, na terenie powiatu kłodzkiego 3 stacje.

Sieć EUROAIRNET to zorganizowana przez Europejską Agencję Środowiska europejska
sieć monitoringu jakości powietrza, która ma za zadanie zapewnienia reprezentatywnej dla
obszaru Europy informacji o jakości powietrza. Umożliwi ona ilościową ocenę narażenia
mieszkańców, ekosystemów i dóbr materialnych na zanieczyszczenie powietrza.

Planowanie prowadzenia pomiarów, zarówno ustalenie punktów pomiarowych jak

i określenie dni, godzin pomiarów w poszczególnych punktach oraz ilości pomiarów w ciągu
roku są przedmiotami szczegółowych instrukcji.

Wytyczne i instrukcje określają również jakie substancje powinno się oznaczać oraz jakie

instytucje wykonują pomiary.

Zgodnie z wytycznymi i zaleceniami, sieć pomiarowa składa się z siatki kwadratów

i pokrywa obszar objęty badaniami. Gwarantuje to układ punktów pomiarowych niezależnie
od uwarunkowań terenowych, tak aby dostarczyć reprezentatywnych próbek dla danego
obszaru.

Czas wykonywania pomiarów (dzień, godzina) oraz ich ilość są ustalone według

odrębnych instrukcji opracowanych na podstawie odpowiednich uregulowań zamieszczonych
w rozporządzeniach, stosując oczywiście równomierny rozkład czasowy, tak aby objąć różne
pory roku i okresy doby.

Pomiary zanieczyszczenia powietrza i ocena jego jakości wykonywane są w celu ustalenia

stanu i podjęcia odpowiednich działań, aby osiągnąć żądane parametry jakości powietrza na
wybranym obszarze lub w określonej lokalizacji. Podstawowym zadaniem takich pomiarów
jest ustalenie rodzaju zanieczyszczeń (emisji i imisji) oraz ich wpływu na środowisko,
zwracając szczególną uwagę na obiekty chronione.

Planowanie pomiarów ma na celu ustalenie, na podstawie wnikliwej analizy, właściwej

organizacji:
− technik i strategii pomiaru,

− sposobu zapewnienia jakości jak i trybu raportów niezbędnych do realizacji określonego

zadania.

Planowanie i wykonywanie pomiarów wymaga wiedzy z następujących dziedzin:

− ocena zanieczyszczeń powietrza oraz ich skutków,

− chemia atmosfery,

− techniki pomiarowe,
− meteorologia,

− statystyka.

Zaplanowanie pomiarów wymaga szczegółowego opisu zadań, z uwzględnieniem

następujących elementów:
− zanieczyszczenie powietrza poddanego badaniu,
− standardy oceny mające zastosowanie,

− techniki pomiaru oraz poboru próbek,

− obszar badania oraz gęstość punktów pomiarowych lub lokalizacji pomiarów,
− czas trwania pojedynczego pomiaru,

− ocena i raport.

W fazie analizy i przygotowania do organizacji monitoringu powietrza należy zgromadzić

informacje użyteczne, które będą bardzo pomocne:
− analiza już dostępnych danych pomiarowych i meteorologicznych (informacje istotne dla

planowania dalszych pomiarów),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− analiza źródeł emisji,

− oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza na środowisko.

Dla potrzeb procedur pomiarowych należy dobrać odpowiednią technikę poboru próbek,

prac analitycznych i opracowywania danych.

Pomiary ciągłe tworzą nieprzerwany zapis zanieczyszczeń powietrza dla danego okresu

i obszaru. Używając instrumentów pomiarowych z automatycznym zapisem, pobór próbek,
analiza i przetwarzanie danych mogą być wykonywane na miejscu.

Pomiary nieciągłe tworzą oderwane dane pomiarowe (pomiary próbek losowych). Nie

tworzą zatem pełnej informacji dla danego okresu. Liczbę i częstotliwość próbek losowych
należy dobrać odpowiednio do strategii pomiarów oraz do wymagań stawianych wobec
wyników pomiarów.

Pomiary pół-ciągłe mają miejsce, gdy wyniki pomiarów przerywanych różnią się o mniej

niż 5% od wyników teoretycznych pomiarów ciągłych dla danego okresu.

Częstotliwość pomiarów musi odpowiadać badanym parametrom jakości powietrza

(maksima, średnie, dzienne lub roczne).

Podczas wykonywania pomiarów mających na celu określenie zanieczyszczeń powietrza

należy uwzględnić fakt, że przedmiot badania ma zróżnicowaną strukturę przestrzenną
i czasową. Przyjęta strategia pomiarów powinna odzwierciedlać warunki występowania
przedmiotu badania w czasie i przestrzeni dla okresu i obszaru badania, określać jakość
pomiarów czyli ich reprezentatywność. Uzyskane wyniki należy porównać z określonymi
normami. Można przeprowadzić również ukierunkowaną lokalizację punktów pomiarowych
na przykład w miejscach – punktach, gdzie spodziewane są najwyższe poziomy danego
parametru powietrza.

Czas trwania programu pomiarów należy określić w planie pomiarów, co często wynika

z charakterystyki badanego parametru.

Cel danego zadania uwzględnionego w prowadzonym monitoringu wymaga często

przeprowadzenia pomiarów uzupełniających, mogą one dotyczyć parametrów
meteorologicznych jeśli te nie są dostępne z innych źródeł.
Ocenę danych pomiarowych wykorzystuje się do ustalenia:
− wielkości mierzonych z odczytów pomiarowych,

− ustalenia żądanych parametrów powietrza z wartości pomiarów,

− dla wyeliminowania błędu pomiaru.

Powyższe elementy mogą stanowić podstawę dla bardziej szczegółowej analizy

statystycznej, dla badań ogólnych lub opracowania i wdrożenia środków zapobiegawczych.

Przed rozpoczęciem pomiarów należy przygotować również odpowiednie formularze

raportów i spisów próbek badanych w laboratoriach. Plan pomiarów powinien zawierać
również sposób zapisu danych pomiarowych i prowadzenia dokumentacji mierzonych
wartości.

Oprócz udostępnienia informacji o stężeniach za pomocą publicznie dostępnych sieci

telekomunikacyjnych, wojewoda zobowiązany jest do przekazywania wyników pomiarów
i ocen jakości powietrza do Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska zgodnie z zasadami
podanymi w odpowiednim rozporządzeniu w sprawie zakresu i sposobu przekazywania
informacji dotyczących zanieczyszczenia powietrza.

Wszystkie opracowania przekazywane są systematycznie.
Dane o stanie środowiska danego województwa publikowane są też na stronach

internetowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.  Co to jest monitoring?
2.  Jakie są cele programu PMŚ?
3.  W jaki sposób realizowane są cele PMŚ?
4.  Jaka jest struktura krajowego systemu monitoringu zanieczyszczeń powietrza?
5.  Co to jest system monitoringu „Czarny trójkąt”?
6.  Co to jest sieć EUROAIRNET?
7.  W jakim celu dokonywane są pomiary zanieczyszczeń powietrza?
8.  Jakie są etapy organizacji monitoringu?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ cele monitoringu powietrza.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  wyszukać w dostępnych źródłach informacje dotyczące monitoringu środowiska,
2)  dokonać wyboru celów monitoringu powietrza,
3)  sformułować je odpowiednio,
4)  zapisać jako cele monitoringu powietrza.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  literatura zgodna z tematem,
–  teksty zgromadzone z różnych źródeł,
–  Internet.

Ćwiczenie 2

Omów strukturę systemu monitoringu zanieczyszczenia powietrza.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przeprowadzić wywiad w miejscu zamieszkania z pracownikami odpowiedniego urzędu

lub instytucji zajmującej się ochroną środowiska na temat „Struktury systemu
monitoringu powietrza o zasięgu lokalnym, regionalnym, krajowym”,

2) wyszukać w dostępnych źródłach informacje na temat PMŚ, „Czarnego trójkąta” oraz

EUROAIRNET- u,

3)  przygotować prezentację zgromadzonych materiałów wykorzystując dowolną technikę,
4)  dokonać prezentacji swojej pracy,
5)  ustalić hierarchię poszczególnych elementów struktury systemu monitoringu, podczas

dyskusji z kolegami.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  materiały źródłowe,
–  dyktafon lub kamera,
–  informacje zgromadzone podczas przeprowadzonego wywiadu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Oceń znaczenie prowadzenia monitoringu powietrza w miejscu zamieszkania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  dokonać analizy informacji już zgromadzonych,
2)  wyszukać i przypomnieć cel prowadzenia monitoringu powietrza,
3)  zaprezentować materiał wcześniej pozyskany dotyczący prowadzonego monitoringu

w Twoim miejscu zamieszkania,

4) omówić zasady prowadzenia lokalnego monitoringu powietrza.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– materiały źródłowe,
– nagrany materiał z wywiadu.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:

1) zdefiniować pojęcia: monitoring, PMŚ, monitoring powietrza,

system monitoringu zanieczyszczeń powietrza, EUROAIRNET?

⁫

2) wymienić cele i etapy organizowania i prowadzenia monitoringu

powietrza?

⁫

3) omówić system monitoringu powietrza?

⁫

4) zaplanować działania w celu dokonania monitoringu

zanieczyszczenia powietrza w miejscu zamieszkania?

⁫

5) scharakteryzować strukturę systemu monitoringu?

⁫

6) poszukiwać informacje w różnych źródłach?

⁫

7) zaprezentować zebrany materiał informacyjny?

⁫

8) wykorzystać zdobytą wiedzę w praktycznym działaniu?

⁫

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Stan powietrza atmosferycznego w Polsce

4.2.1. Materiał nauczania

Informacje systematycznie zgromadzone podczas procedury monitoringu:

− lokalnego,

− regionalnego,

− krajowego,
są analizowane i opracowywane przez wyspecjalizowane jednostki. W Polsce podstawowe
pomiary prowadzi Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska korzystając z danych
zgromadzonych przez pracowników stacji meteorologicznych i pomiarów prowadzonych
przez służbę sanitarno epidemiologiczną.

Część badań w ramach poszczególnych systemów monitoringu jest realizowana przez

jednostki naukowo-badawcze i uczelnie.

Od 1982 roku informacje o środowisku systematycznie publikuje Główny Urząd

Statystyczny w postaci roczników. Publikowane są również raporty o środowisku
poszczególnych województw.

Tabela 1.

Emisja pyłów w Polsce w latach 1999-2003 (dane GUS)

Emisja pyłów w tys. mg

Rok

ogółem

ze spalania paliw

cementowo-

wapiennicze

mat.ogniotrwałych

pozostałe

Polska (tyś.

1999 201,8 176,9  7,4  17,5
2000 180,5 147,9  6,5  26,1
2001 162,2 135,0  5,2  22,0
2002 140,3 116,5  4,1  19,7
2003 134,7 111,4  3,3  20,0

2003/2002 w %

102

Tabela 2.

Emisja gazów w Polsce w latach 1999-2003 (dane GUS)

Emisja gazów w tys. mg

w tym:

Rok

ogółem

CO CO

pozostałe

ogółem

wyłączeniem

1999

208 416,9

1181,6

385,8

326,1

206 247,7

275,7

2169,2

2000

203 610,6

1040,2

370,9

345,3

201 527,4

326,8

2083,2

2001

208 633,6

999,2

360,9

322,3

206 638,2

313,0

1995,4

2002

208 948,4

926,4

344,5

324,4

207 033,8

319,3

1914,6

2003

221 320,8

888,3

350,8

335,4

219 374,1

11,0

1585,5

2003/2002

w %

106 96 102 103 106 3,5 83

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 3.

Średnia roczna emisja wybranych zanieczyszczeń gazowych na świecie (mln t)

Gaz Główne źródła antropogenne

Emisja

antropogenia

Szacunek emisji

łącznej

Tlenek węgla (CO)

Spalanie paliw kopalnych i biomasy

700

2000

Dwutlenek węgla (CO

)

Spalanie paliw kopalnych i biomasy

22000

---

Metan (CH

)

Uprawa ryżu, wydobycie paliw
kopalnych, hodowla

300-400 550

Tlenki azotu(NO,NO

)

Spalanie paliw kopalnych i biomasy

20-30

30-50

Podtlenek azotu (N

Spalanie biomasy, nawozy mineralne

Dwutlenek siarki (SO

) Spalanie

paliw

kopalnych

100-300

150-200

Chlorofluorowęgle

Chłodziarki, rozpuszczalniki, pianki,
aerozole

1 1

Źródło: Czaja S.1998: Globalne zmiany klimatyczne. Wyd. Ekonomia i środowisko, Białystok.

Stan zanieczyszczenia powietrza w Polsce jest wypadkową procesów emisji oraz

rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń wyemitowanych u nas i w krajach sąsiednich.

Ochrona powietrza przed zanieczyszczeniami jest obecnie jednym z realizowanych

priorytetowych kierunków ochrony środowiska. Wynika to z zagrożeń dla zdrowia człowieka
i stanu przyrody, powodowanych przez emitowane z różnych źródeł zanieczyszczenia.
Po wydostaniu się ze źródła substancje zanieczyszczające powietrze rozprzestrzeniają się.
Po pewnym czasie ich część usuwana jest z atmosfery poprzez opady, strącanie, absorpcję.

Z powietrza eliminowane są zanieczyszczenia, ale one kumulują się w roślinach, glebie

i wodach zmieniając jakość tych składników ekosystemu. Z tych też względów jakość
powietrza nie jest oceniana tylko w bezpośrednim związku z pomiarem emisji lecz w sposób
uwzględniający również takie elementy jak: emisje, mieszanie pionowe, transport przez wiatr
oraz wpływ innych czynników meteorologicznych, reakcje chemiczne w powietrzu, absorpcje
gruntową i strącanie. Kryteria jakości powietrza wyrażane są w postaci stężenia danej
substancji w określonym czasie.

Poprawa stanu powietrza w Polsce jest możliwa poprzez podjęcie szerokiego frontu

działań o charakterze politycznym, organizacyjnym, gospodarczym i prawnym. Do zadań
najpilniejszych i najefektywniejszych należy zaliczyć:
a) dalszą restrukturyzację gospodarki,
b) podjęcie działań prowadzących do zmniejszenia energochłonności i materiałochłonności

gospodarki,

c) podjęcie programu restrukturyzacji energetyki w celu zmniejszenia monopolistycznej roli

węgla jako paliwa (w tym także podjęcie programu rozwoju energetyki jądrowej),

d) rozwój zdalaczynnych sieci ciepłowniczych (lub zmianę medium grzewczego)

w centrach dużych miast,

e) szybką realizację programu ograniczania emisji gazów (zwłaszcza SO

) z zakładów

energetyczno-ciepłowniczych,

f) poprawę skuteczności urządzeń odpylających w zakładach energetyki zawodowej

i przemysłowej,

g) rozbudowę zakładów wzbogacania i odsiarczania paliw,
h) wprowadzanie zakazu rejestrowania pojazdów bez katalizatorów i stopniowe

wycofywanie benzyn ołowiowych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i) wprowadzanie w przemyśle nowych technologii o znacznie niższych wskaźnikach emisji

zanieczyszczeń,

j) realizację programu znacznego wzrostu lesistości obszaru Polski,
k) doskonalenie mechanizmów prawnych i ekonomicznych wymuszających dbałość o stan

środowiska,

l) zapewnienie spójności pomiędzy długotrwałą polityką ekologiczną państw a

bieżącą

polityką gospodarczą.

Realizacja zasad prawnej ochrony powietrza atmosferycznego w Polsce dotyczy wszystkich,
albowiem jest to prawnie nałożony obowiązek powszechny.
Wśród środków prawnych służących ochronie atmosfery do najważniejszych należą:
− obowiązek stosowania technologii i środków ograniczających emisję,
− ustalanie dopuszczalnych poziomów emisji, poprzez zakłady przemysłowe, urządzenia

energetyczne i silniki spalinowe,

− prawne określenie dopuszczalnych poziomów imisji,

− możliwość ograniczania działalności zakładów w sytuacjach wyjątkowych,
− obowiązek wnoszenia opłat za gospodarcze korzystanie ze środowiska,

− istnienie prawnych środków represyjnych (między innymi kary pieniężne),

− istnienie instrumentów finansowych promujących przedsięwzięcia ochronno naprawcze

(dotacje, ulgi podatkowe, kredyty preferencyjne),

− możliwość dochodzenia odszkodowań za straty spowodowane przez jednostkę emitującą

zanieczyszczenia.

W najbliższej przyszłości konieczne będzie dostosowanie polskiego prawa ekologicznego

do standardów i zasad obowiązujących w Unii Europejskiej.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie jednostki odpowiadają za prowadzenie badań dotyczących stanu powietrza

w Polsce.?

2.  Gdzie publikowane są informacje o stanie powietrza w kraju i w województwie?
3.  Wymień główne źródła antropogenne wybranych zanieczyszczeń gazowych.
4.  Podaj działania mogące poprawić stan powietrza w Polsce o charakterze:

–  politycznym,
–  organizacyjnym,
–  gospodarczym,
–  prawnym.

5. Jakie są najważniejsze środki prawne służące ochronie powietrza?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oceń stan powietrza w Polsce w ostatnich 10 latach.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać dane statystyczne dotyczące emisji pyłów i emisji gazów w Polsce w danym

roku z Rocznika GUS – tak, aby dokonać właściwej analizy problemu w ciągu 10
ostatnich lat,

2) wynotować dane niezbędne do prezentacji substancji, która w analizowanym roku była

dominującym zanieczyszczeniem powietrza,

3) podczas dyskusji wyciągnąć wnioski dotyczące tendencji zmian zachodzących w stanie

powietrza w Polsce.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– literatura,
– roczniki statystyczne.

Ćwiczenie 2

Porównaj stan zanieczyszczenia powietrza w Polsce i na świecie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) dokonać analizy informacji zamieszczonych w tabeli dotyczących zanieczyszczeń

gazowych na świecie,

2)  odczytać główne źródła antropogeniczne powstających gazów zanieczyszczających,
3)  porównać z emisją tych samych gazów w warunkach polskich,
4)  sformułować wnioski,
5)  zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  tekst źródłowy,
–  roczniki statystyczne,
–  Internet.

Ćwiczenie 3

Zaproponuj działania mające na celu poprawę stanu powietrza w Polsce.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odczytać tekst dotyczący działań jakie należy podjąć w celu poprawy stanu powietrza

w Polsce,

2) podać jakie są prawne i techniczne instrumenty ochrony atmosfery,
3) zaproponować jeszcze inne możliwości wzbogacające ofertę podejmowanych działań,

podczas dyskusji w grupach,

4) ocenić czy te przedsięwzięcia są możliwe i konieczne do realizacji w Twoim miejscu

zamieszkania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– teksty z różnych źródeł,
– Internet.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:

1) omówić priorytetowe kierunki ochrony powietrza?

⁫

2) wymienić możliwości udostępniania danych o środowisku?

⁫

3) podać główne źródła antropogeniczne wybranych zanieczyszczeń
gazowych?

⁫

4) wymienić prawne i techniczne instrumenty ochrony powietrza?

⁫

5) wskazać, w którym roku była największa emisja pyłów w Polsce?

⁫

6) zaproponować działania o charakterze politycznym,

organizacyjnym, gospodarczym i prawnym w celu poprawy
stanu powietrza?

⁫

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Lokalizacja punktów pomiarowych i organizacja monitoringu
powietrza

4.3.1. Materiał nauczania

Organizacja sieci pomiarowej

Projektując sieć monitoringu uwzględnia się konieczność dostosowywania systemu

pomiarowego do wymaganych metod oceny jakości powietrza w poszczególnych strefach,
ustalonych na podstawie przeprowadzonej klasyfikacji – w zależności od określonego
poziomu zanieczyszczenia powietrza w strefie.

W każdym województwie na podstawie podziału administracyjnego wyróżnia się strefy,

ich powierzchnię, liczbę mieszkańców oraz zakresy obowiązywania dopuszczalnych
poziomów substancji, określonych w zależności od różnych celów ochrony powietrza biorąc
pod uwagę:
− ochronę zdrowia,

− ochronę roślin,
− obszary ochrony uzdrowiskowej,

− parki narodowe.

Wstępnej oceny jakości powietrza i klasyfikacji stref dokonuje się na podstawie art. 88

ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz. U. Nr 62, poz.627). Jej
celem jest ustalenie odpowiedniego sposobu oceny jakości powietrza odpowiednio do art. 90
ustawy Prawo ochrony środowiska oraz wymogów określonych w Rozporządzeniu Ministra
Środowiska z dnia 6 czerwca 2002 r. w sprawie oceny poziomów substancji w powietrzu
(Dz. U. Nr 87, poz.798).

Klasyfikacja stref na potrzeby monitorowania jakości powietrza odnosi się do kryteriów

uwzględniających następujące cele określone jako:
− ochrona zdrowia ludzi (w zakresie: SO2, NO2, pyłu PM10, ołowiu, CO, benzenu i O3),
− ochrona roślin (w zakresie SO2, NOx i O3).

Zgodnie z Ustawą Prawo Ochrony Środowiska, strefą jest obszar aglomeracji o liczbie

mieszkańców większej niż 250 tysięcy lub obszar powiatu, który nie wchodzi w skład
aglomeracji.

Każdej strefie przydzielona została odrębna klasa zarówno dla celów ochrony zdrowia jak

i dla celu ochrony roślin. Poziomy odniesienia dla stężeń substancji stanowią tak zwane
„wartości progowe”, z którymi porównano stężenia danego zanieczyszczenia na obszarze
strefy.

Metody wykorzystane do oceny jakości powietrza:

− pomiary wysokiej jakości na stałych stacjach monitoringu, rozumianych jako pomiary

ciągłe prowadzone z zastosowaniem mierników automatycznych dobrej klasy,

− metody manualne na przykład:

− pomiary manualne na stałych stacjach monitoringu prowadzone codziennie,
− pomiary manualne na stałych stacjach monitoringu prowadzone w trybie cyklicznym

traktowane jako „mniej intensywne” metody oceny,

− metody instrumentalne.

Metoda pomiarów, zwana umownie manualną, polega na poborze próbki badanego

powietrza bezpośrednio przez człowieka lub przy pomocy aparatu kontrolowanego przez
niego. Czas pobierania próbki jest ściśle określony (przynajmniej rzędu minut, a niekiedy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

godzin). Analizę chemiczną przeprowadza się dość często przy zastosowaniu analizy
instrumentalnej. Wyniki można uzyskać (w zależności od oznaczanej substancji i wybranej
metodyki analitycznej) po pewnym czasie od chwili zakończenia pobierania próby.

Sam czas pobierania próbki nie może być mniejszy od 20 minut przy określaniu stężeń

chwilowych. Natomiast przy określaniu stężeń dobowych – 24 godziny, a nawet miesiąc przy
oznaczaniu pyłu.
Rodzaje metod manualnych i ich dobór – w zależności od sposobu wyodrębniania
oznaczonego zanieczyszczenia:
− Metody sedymentacyjne.

W metodach sedymentacyjnych wyodrębnia się zanieczyszczenie z badanego powietrza

drogą osadzania na znacznej powierzchni urządzenia wychwytującego, (wynik w jednostkach
wagowych masy zanieczyszczającej na jednostkę powierzchni, w określonym czasie działania
[t/km

,rok]). Pomiar taki dostarcza informacje o jakości powietrza, jednak nie podaje

bezwzględnej wartości ilości zanieczyszczenia występującego w jednostce objętości
powietrza. Za pomocą tego rodzaju metod oznacza się zapylenie – opad pyłu, oraz zawartość
związków siarki (dwutlenku siarki – metoda kontaktowa).
− Metody aspiracyjne.

W metodach aspiracyjnych wyodrębnia się oznaczoną substancję z badanego powietrza

drogą przepuszczenia go przez filtr selektywny, zatrzymujący zanieczyszczenia
i umożliwiający oznaczenie zatrzymanej substancji metodami chemicznymi lub fizycznymi.

Przykładem takiej metody może być pomiar zawartości pyłów w powietrzu polegający

na przepuszczaniu znanej objętości powietrza przez stały materiał filtrujący i określenie
wagowo masy zanieczyszczenia (pyłu) zatrzymanego w filtrze, a także pomiar zawartości
dwutlenku siarki w powietrzu wprowadzonym w ciecz zawierającą substancję wiążącą SO

a następnie określenie jego ilości metodą analizy chemicznej. Uzyskany wynik to informacja
o masie zanieczyszczenia zawartego w objętości przepuszczanego powietrza.
− Metody izolacyjne.

W metodach izolacyjnych próbkę badanego powietrza izoluje się od otoczenia w naczyniu

o znanej objętości, a następnie wprowadza się czynnik pochłaniający zanieczyszczenia,
którego masę oznacza się metodami chemicznymi. Czasami powietrze izolowane w naczyniu
wprowadza się a na przykład chromatografu lub analizatora w podczerwieni, które określają
masę zanieczyszczenia, wyniki podaje się w jednostkach wagowych.

Dobór metody określa w zasadzie obowiązujące ustawodawstwo. Badania i pomiary

w dziedzinie kontroli jakości powietrza muszą być wykonywane zgodnie z normami
i zaleceniami ogólnie przyjętymi.

Metoda instrumentalna polega na poborze i oznaczeniu stężenia próbki przez aparat, lecz

nie w wyniku wykonywania analizy chemicznej, a drogą pośrednią, przez pomiar określonej
charakterystycznej wielkości fizycznej lub rzadziej chemicznej, mającej ścisły i znany
związek ze stężeniem w powietrzu substancji oznaczonej, na przykład przez pomiar absorbcji
promieniowania podczerwonego, widzialnego lub ultrafioletu, (pomiar przewodnictwa
elektrycznego lub cieplnego, lepkości lub gęstości, a także szeregu innych parametrów).
Pobór próbki i jej analiza oraz wynik, czyli informacja o stężeniu badanej substancji odbywa
się w bardzo krótkim czasie w danej chwili. Możliwa jest również rejestracja zapisu w sposób
ciągły, zmiany stężenia w czasie, co umożliwia wykonanie uśrednienia obserwacji. Metoda
instrumentalna pozwala na uzyskanie informacji o wartościach uśrednionych, jak i o stężeniu
chwilowym występujących w trakcie dokonywania pomiaru.

Prawidłowe ustalenie zawartości względnie stężenia określonego składnika lub

składników stanowiących zanieczyszczenie powietrza uzależnione jest od doboru metody
i właściwego zorganizowania i przeprowadzenia monitoringu powietrza.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Metody pomiaru stężeń zanieczyszczeń powietrza jak już wcześniej wspomniano można

podzielić ze względu na:
1. sposób wykonania czynności związanych z pomiarem:

− pomiary manualne,

− pomiary automatyczne,

2. czas trwania poboru próby:

− pomiary okresowe,

− pomiary ciągłe.

W pomiarach manualnych próbka powietrza pobierana jest do roztworu, na filtr lub do

pojemnika, a analiza jest wykonywana w późniejszym terminie w laboratorium. Natomiast
w pomiarach automatycznych, aparat samoczynnie pobiera próbkę i analizuje ją na miejscu.
Konieczna jest tu tylko okresowa regulacja, kalibracja, naprawa i uzupełnianie zużywających
się składników. Z kolei pomiary okresowe  są to pomiary jednostkowe wykonywane
w dowolnych  odstępach czasu. Czas pobierania próbki powinien być związany z czasem
uśredniania stężenia (30 min, 24 godziny). Pomiary te mogą być zastosowane do prowadzenia
okresowych kontroli stanu zanieczyszczenia powietrza czy też do wzorcowania i kontroli
mierników automatycznych. Biorąc pod uwagę pomiary ciągłe zaznaczyć należy, iż  są to
pomiary w pełni zautomatyzowane, a uzyskane odczyty są wartościami chwilowymi
w przedziale czasowym rzędu sekund.

Wyznaczenie punktu pomiarowego zależy w głównej mierze od terenu na jakim chcemy

prowadzić pomiar (topografii terenu), map gęstości zaludnienia oraz istnienia na tych
terenach zakładów przemysłowych, ale ważne jest również, aby pierwszeństwo w zakresie
lokalizacji punktów pomiarowych miały obszary o maksymalnym zanieczyszczeniu. Również
poza obszarami o dużej gęstości zaludnienia powinny być zlokalizowane stacje pomiarowe,
przy ścisłym uwzględnieniu warunków meteorologicznych. Dlatego istnieje wiele typów
stanowisk pomiarowych.

Do stanowisk pomiarowych przy użyciu pomiarów manualnych (tak zwany nadzór

ogólny) należą następujące stanowiska:
– Typ M pomiary na tym stanowisku służą kontroli stanu zanieczyszczenia powietrza
w tych obszarach zamieszkałych, w których należy spodziewać się wyższych stężeń
zanieczyszczenia niż w pozostałych rejonach miast lub aglomeracji miejsko-przemysłowej
(jako rejony zamieszkałe traktuje się obszary zabudowy mieszkaniowej). Wyniki pomiarów
ze stacji M stanowić będą podstawową informację o danym zanieczyszczeniu, wskazując jak
duże zagrożenie dla mieszkańców wiąże się z jego emisją. Dane pomiarowe pochodzące ze
stacji M pozwolą w sposób udokumentowany stwierdzić, czy wartości dopuszczalnych stężeń
są w mieście przekraczane, jak dużo jest obszarów przekroczeń norm i jakie zanieczyszczenia
są najbardziej niebezpieczne dla danego miasta. Umożliwiają one również identyfikację miast
lub rejonów danego miasta najbardziej narażonych na zanieczyszczenie określonymi
związkami przez co tereny te mogą zostać objęte szczególną ochroną.
– Typ S pomiary na tym stanowisku mają dostarczyć informacji o średnich stężeniach
zanieczyszczenia w gęsto zaludnionych rejonach miasta. Celem prowadzenia badań na tym
stanowisku jest uzyskanie informacji pozwalających na określenie ogólnego stanu jakości
powietrza w gęsto zaludnionych rejonach miasta oraz wskazanie zanieczyszczeń szczególnie
uciążliwych dla większości mieszkańców. Wyniki uzyskane z pomiarów na stanowisku tym
pozwalają również na porównanie stopnia narażenia dużych grup mieszkańców różnych miast
lub różnych rejonów tego samego miasta oraz ocenę wpływu zanieczyszczenia na ich
zdrowie.
– Typ Z to stanowiska znajdujące się w strefie spodziewanego najwyższego wpływu
określonego zakładu przemysłowego na obszary zamieszkałe. Pomiary tego typu powinny
być prowadzone tam, gdzie istnieje niebezpieczeństwo przekroczenia dopuszczalnych stężeń

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zanieczyszczenia, na przykład w wyniku działalności zakładu przemysłowego. W oparciu
o pomiary ze stacji Z ocenia się zagrożenie jakie stwarza istniejący na tym obszarze zakład.
Ponadto możliwe jest określenie skuteczności podejmowanych w zakładzie działań na rzecz
ochrony atmosfery.
– Typ W do tego typu zalicza się punkty pomiarowe służące specyficznym celom,
wynikającym z potrzeb lokalnych. Jako typ W zaklasyfikowane mogą być stanowiska
pomiarowe na obszarach przeznaczonych pod budowę nowych osiedli mieszkaniowych
lub obiektów chronionych, na terenie istniejących już obiektów chronionych oraz w rejonach
spodziewanego oddziaływania nowo powstających lub projektowanych zakładów lub innych
obiektów stanowiących źródło emisji zanieczyszczeń do atmosfery.

Natomiast w przypadku, kiedy zagrożenie niektórych rejonów miast związane jest

z nakładaniem się wpływów wielu źródeł emisji lub z oddziaływania określonego zakładu
przemysłowego czy emisji toksycznych składników spalin pojazdów mechanicznych stosuje
się pomiary automatyczne (tak zwana sieć alarmowa). W takich przypadkach proponuje się
wyróżnienie następujących typów stanowisk pomiarowych:
– Typ AM   to stanowiska zlokalizowane w obszarach częstego występowania bardzo
wysokich stężeń zanieczyszczeń pochodzących z wielu źródeł emisji w gęsto zaludnionych
rejonach miasta.
– Typ AZ  to stanowiska obszarów częstego występowania bardzo wysokich stężeń
zanieczyszczeń emitowanych przez konkretny zakład przemysłowy, w gęsto zaludnionym
obszarze miasta.
– Typ AK  czyli stanowiska w strefie występowania najwyższych okresowych zagrożeń,
związanych z oddziaływaniem oddalonych zakładów przemysłowych w gęsto zaludnionych
obszarach miasta.

Wprowadzenie wyżej wymienionych klasyfikacji stanowisk pomiarowych pozwala na

właściwą interpretację i porównanie danych pomiarowych oraz ułatwia identyfikację
wyników i źródeł odpowiedzialnych za wystąpienie zagrożenia. Klasyfikacja powyższa
pozwala również na powiązanie danych pochodzących z sieci alarmowej z rezultatami
pomiarów manualnych.

Punkty pomiarowe tworzą geometryczną, kwadratową sieć o boku równym 2 km.

Zasadniczą jednostką tej sieci jest sieć podstawowa złożona z 16 punktów pomiarowych,
należących do czterech sieci jednostkowych nawzajem na siebie zachodzących. W każdym
punkcie sieci należy w ciągu okresu pomiarowego wykonać n pojedynczych pomiarów.
Wyniki pomiarów grupują się w punktach obliczeniowych, z których każdy leży w środku
kwadratu sieci pomiarowej i zbiera wyniki uzyskane w punktach leżących w wierzchołkach
kwadratu i należących do czterech różnych sieci jednostkowych. W punktach obliczeniowych
dysponuje się zatem seriami 4 n wyników. Dopiero te serie poddawane są analizie
statystycznej pozwalającej określić stan zanieczyszczenia powietrza na danym obszarze.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.  Co uwzględnia się projektując sieć monitoringu?
2.  W jaki sposób można podzielić metody pomiaru stężeń zanieczyszczeń?
3.  Na czym polegają metody manualne i automatyczne?
4.  Jakie znasz typy stanowisk, na których prowadzi się pomiary manualne?
5.  Jakie zasady obowiązują przy lokalizacji punktów pomiarowych?
6.  Co zyskuje się poprzez zastosowanie klasyfikacji stanowisk pomiarowych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oceń zagrożenia środowiska w rejonie swojego miasta.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) uczestniczyć w wycieczce do stacji monitoringu,
2) przygotować zestaw pytań dotyczący wyznaczania i klasyfikacji punktów pomiarowych

oraz zagrożeń, jakie istnieją na terenie miasta,

3) uzupełnić karty pracy (może to być również forma pracy domowej).

Wyposażenie stanowiska pracy:

– Karta pracy nr. 1 (Załącznik 1).

Wyposażenie stanowiska pracy:

– mapa miasta i okolic,
– ulotki, biuletyny dotyczące zagrożeń miasta, oraz o obiektach chronionych.

ZAŁĄCZNIK 1

KARTA PRACY NR: 1

Data:…………………………..

1. Nazwa stacji monitoringu
…………………………………………………………………………………………………...

2. Cele i zadania monitoringu

…………………………………………………………………………………………………...

3. Jakie istnieją zagrożenia na terenie twojego miasta?

…………………………………………………………………………………………………...

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. Gdzie i jakie punkty pomiarowe według Ciebie można wyznaczyć na terenie Twojego

miasta? Odpowiedź uzasadnij.

…………………………………………………………………………………………………...

Ćwiczenie 2

Wyznacz punkty pomiarowe monitoringu powietrza na terenie miasta.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) dokonać analizy materiałów pomocniczych (gazety, czasopisma lokalne) zawierających

informacje dotyczące – zagrożeń dla miasta, istniejącymi zakładami przemysłowymi lub
obiektami chronionymi,

2)  pracować w zespole,
3)  zaprojektować stanowiska pomiarowe do odpowiednich punktów miasta,
4)  zaprojektować mapę z wyznaczonymi punktami pomiarowymi,
5)  dokonać oceny ćwiczenia.

Ćwiczenie 3

Dokonaj lokalizacji punktów pomiarowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przyporządkować opisy do odpowiednich stanowisk pomiarowych,

A B C D E

A. Typ M

B. Typ Z

C. Typ W

D. Typ AM

E. Typ AK

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. Stanowiska zlokalizowane w obszarach częstego występowania bardzo wysokich stężeń

zanieczyszczeń pochodzących z wielu źródeł emisji w gęsto zaludnionych rejonach
miasta.

2. Umożliwiają one identyfikację miast lub rejonów danego miasta najbardziej narażonych

na zanieczyszczenie określonymi związkami przez co tereny te mogą zostać objęte
szczególną ochroną. Są to stanowiska na obszarach zamieszkałych, w których należy
spodziewać się wyższych stężeń zanieczyszczenia niż w pozostałych rejonach miast.

3. Stanowiska w strefie występowania najwyższych okresowych zagrożeń, związanych

z oddziaływaniem oddalonych zakładów przemysłowych w gęsto zaludnionych obszarach
miasta.

4. W oparciu o pomiary z tej stacji ocenia się zagrożenie, jakie stwarza istniejący na tym

obszarze zakład. Pomiary tego typu powinny być prowadzone tam, gdzie istnieje
niebezpieczeństwo przekroczenia dopuszczalnych stężeń zanieczyszczenia, na przykład
w wyniku działalności zakładu przemysłowego.

5. Pomiary na tym stanowisku mają dostarczyć informacji o średnich stężeniach

zanieczyszczenia w gęsto zaludnionych rejonach miasta. Celem prowadzenia badań na
tym stanowisku jest uzyskanie informacji pozwalających na określenie ogólnego stanu
jakości powietrza w gęsto zaludnionych rejonach miasta oraz wskazanie zanieczyszczeń
szczególnie uciążliwych dla większości mieszkańców miasta.

6. Do tego typu zalicza się punkty pomiarowe służące specyficznym celom, wynikającym

z potrzeb lokalnych na przykład na obszarach przeznaczonych pod budowę nowych
osiedli mieszkaniowych lub obiektów chronionych oraz na terenie istniejących już
obiektów chronionych.

2) Zaproponować odpowiedni według Ciebie typ stanowiska pomiarowego (lub kilka typów

stanowisk), jakie można by wyróżnić biorąc pod uwagę poniższy opis Szczecina.
Odpowiedź krótko uzasadnij.

W północnej części miasta może nakładać się wpływ emisji z Papierni „Skolwin"

i Huty „Szczecin",(...) natomiast rejon Jeziora Szmaragdowego wraz z Puszczą Bukową pod
Szczecinem zanieczyszczony jest głównie przez Z.Ch. „Chemitex – Wiskord”. Nadmierne
zapylenie w Szczecinie spowodowane jest obecnością szeregu zakładów przemysłowych (...).
Do tego dochodzą jeszcze zanieczyszczenia pochodzące z kominów domowych, z kominów
statków w porcie oraz gazy spalinowe. Istnieje też niebezpieczeństwo, że przy sprzyjających
wiatrach północnych dotrzeć mogą do Szczecina zanieczyszczenia z niezbyt odległych
Zakładów Chemicznych w Policach, a przy wiatrach południowych z elektrowni „Dolna
Odra” w Nowym Czarnowie.

Źródło: Żukowski P. 1996: Degradacja i ochrona atmosfery. Wydawnictwo Oświatowe FOSZE. Rzeszów
……………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………….

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  teksty źródłowe,
–  literatura,
–  karta pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:

1) wymienić rodzaje metod do oceny jakości powietrza?

⁫

2) wyznaczyć punkty pomiarowe monitoringu powietrza na

wybranym obszarze?

⁫

3) określić zasady lokalizacji punktów pomiarowych?

⁫

4) scharakteryzować metody pomiaru stężeń zanieczyszczeń?

⁫

5) omówić typy stanowisk, na których prowadzi się pomiary
manualne?

⁫

6) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu?

⁫

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Monitoring zanieczyszczeń powietrza

4.4.1. Materiał nauczania

Badania i ocena jakości powietrza na danym terenie realizowana jest w ramach

prowadzonego monitoringu.
Poszczególne zadania opracowane są na podstawie:
− obowiązujących przepisów prawa w zakresie ochrony powietrza,

− wyników wstępnej oceny jakości powietrza atmosferycznego na obszarze objętym

badaniami,

− wyników rocznej oceny jakości powietrza,
− porozumienia o współpracy między instytucjami zajmującymi się tą problematyką.

Podstawowym celem realizacji tych zadań jest uzyskanie informacji dla wszystkich stref

w poszczególnych województwach, o poziomach substancji zawartych w powietrzu, poprzez
wykonanie badań w odniesieniu do standardów jakości powietrza oraz identyfikacja obszarów
wymagających poprawy jakości powietrza.

Opracowane programy pomiarowe monitoringu powietrza na obszarze poszczególnych

województw mają na celu:
− przedstawienie struktury i sposobu funkcjonowania sieci monitoringu powietrza na

obszarze danego województwa,

− przedstawienie zadań planowanych w ramach modernizacji sieci monitoringu powietrza

na dany rok z założeniem ich kontynuacji w następnych,

− ustalenie podziału zadań w ramach monitoringu powietrza oraz sprecyzowanie zasad

współpracy pomiędzy IOŚ i PIS na szczeblu wojewódzkim i centralnym.

Zgromadzone wyniki z przeprowadzonego monitoringu powietrza są udostępniane do

celów badawczych, naukowych, gospodarczych, uwzględniane w planach urbanistycznych
i podczas opracowywania strategii rozwoju danego terenu.

Można również za pomocą obserwacji procesów biologicznych uzyskać dane o stanie

zanieczyszczeń powietrza w określonym miejscu lub na większym obszarze oraz
w przybliżeniu podać zawartości szkodliwych i zanieczyszczających substancji. Do tych
celów wykorzystuje się zjawisko bioindykacji i biowskaźniki (bioindykatory).

Bioindykacja zanieczyszczeń polega na ocenie stanu czystości powietrza, wody, gleby na

podstawie obserwacji zachowania się organizmów w środowisku. Wykorzystuje się odmienny
wpływ zmieniających się warunków środowiska na zachowanie się organizmów, pod
wpływem zanieczyszczeń.

Bioindykatorami nazywamy organizmy, należące do różnych grup taksonomicznych,

ekosystemy, zbiorowiska roślin i zwierząt, populacje. Dobrymi biowskaźnikami mogą być
tylko niektóre z nich, bo spełniają określone warunki:
–  są pospolite,
–  łatwe są do oznaczania,
–  reakcja na zanieczyszczenia jest szybka i jednoznaczna.

Za pomocą biowskaźników prowadzony jest monitoring środowiska z zastosowaniem

wskaźników biologicznych.

Takie własności spełniają porosty, które ponadto są szczególnie wrażliwe na

zanieczyszczenia, co wynika z ich budowy to jest:
– budowa plech stwarza możliwość łatwego przenikania gazów, pyłów, roztworów do ich

wnętrza,

– posiadają małą zdolność przystosowawczą do zmieniających się warunków środowiska,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

– pobierają wodę bezpośrednio z opadów atmosferycznych.

Najlepszymi bioindykatorami są porosty nadrzewne, one też są głównie obserwowane.

Jednym z najprostszych sposobów oceny stopnia zanieczyszczeń jest metoda oceny udziału
form morfologicznych porostów.

Formy plech:
1.  skorupiaste (proszkowate naloty na podłożu),
2.  łuseczkowate (odstają od podłoża i są wystawione na działanie toksyn),
3.  listkowate (drobne listki, przyczepione do podłoża),
4.  krzaczkowate (złożone z gałązek o różnym kształcie), wyróżnia się tu plechy nitkowate

(brodaczki). Są one najbardziej narażone na zanieczyszczenia.
Uszeregowanie porostów o odmiennych plechach, od najbardziej wrażliwych do mało

wrażliwych:

bardzo wrażliwe → mało wrażliwe

nitkowate > krzaczkowate > listkowate > łuseczkowate > skorupiaste

Wynikiem monitoringu (lichenoindykacji) jest charakterystyka stanu czystości powietrza

opracowywanego terenu, przedstawiona w postaci mapy porostowcowej, na której
zaznaczone są strefy o różnym stężeniu zanieczyszczeń:
− I – całkowity brak porostów nadrzewnych – często w centrum miast o szczególnie silnie

zanieczyszczonym powietrzu (bezwzględna pustynia porostowcowa),

− II – o bardzo silnie zanieczyszczonym powietrzu (względna pustynia porostowcowa),

porosty o plechach skorupiastych,

− III – o silnie zanieczyszczonym powietrzu (wewnętrzna strefa osłabionej wegetacji),

porosty o plechach skorupiastych i łuseczkowatych,

− IV – o średnio zanieczyszczonym powietrzu (środkowa strefa osłabionej wegetacji),

występują już porosty o plechach listkowych,

− V – o względnie mało zanieczyszczonym powietrzu (zewnętrzna strefa osłabionej

wegetacji) obecność plechy porostów krzaczkowatych mniej wrażliwych, ale nielicznych,
małych i zdeformowanych,

− VI – o nieznacznie zanieczyszczonym powietrzu (wewnętrzna strefa osłabionej

wegetacji) wzrost porostów listkowatych i krzaczkowatych wrażliwych na
zanieczyszczenia, czasem 1-2 gatunków nitkowatych,

− VII – o powietrzu czystym lub ze znikomą zawartością zanieczyszczeń (typowa strefa

normalnej wegetacji) mogą występować wszystkie porosty zgodnie z wymogami
siedliska.

Dla wymienionych wyżej stref można przyjąć następujące dane:

Strefa I - max. 170 µg SO

/ m

Strefa II - max. 150 µg SO

/ m

Strefa III - max. 125 µg SO

/ m

Strefa IV - max. 70 µg SO

/ m

Strefa V - max. 60 µg SO

/ m

Strefa VI - max. 50 µg SO

/ m

Strefa VII - max. 40µg SO

/ m

(zależność między występowaniem porostów a stężeniem SO

nie jest jednoznaczna

i powyższe wartości traktowane są jako przybliżone).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 1. Skala porostowa
Źródło: Kłyś M. 2001: Biologia dla gimnazjum część 3. Nowa Era, Warszawa

Metody monitorowania powietrza z wykorzystaniem porostów

− Metoda florystyczna

Zasada. Na ocenianym obszarze wyszukuje się wszystkie gatunki porostów; bada się

możliwie dużo stanowisk i zbiera materiał ze wszystkich rodzajów podłoży. Analiza
rozmieszczenia wszystkich gatunków, w połączeniu z informacjami o ich ilościowości
i zdrowotności plech, pozwala na ocenę stanu czystości powietrza atmosferycznego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zastrzeżenie. Metoda ta jest możliwa do realizacji tylko przez doświadczonego

specjalistę.
− Metoda gatunków wskaźnikowych

Zasada. Jest to modyfikacja metody florystycznej. Podczas monitoringu określa się

rozmieszczenie na badanym terenie wybranych gatunków wskaźnikowych, które wyróżniają
strefy o odmiennym stopniu zanieczyszczenia. Liczba gatunków wskaźnikowych jest
ograniczona do kilku-kilkunastu. Ponieważ gatunki charakterystyczne dla poszczególnych
stref z reguły wyraźnie różnią się między sobą.

Zastrzeżenie. Wartość gatunków jako wskaźnika nie jest stała w poszczególnych

regionach kraju. Przed podjęciem monitoringu należy skonsultować wybór gatunków
wskaźnikowych ze specjalistą.
− Metoda analizy udziału form morfologicznych

Zasada. Metoda ta opiera się na wspomnianym wcześniej założeniu, że największą

wrażliwość na zanieczyszczenia wykazują gatunki o plechach najsilniej rozbudowanych
i odstających od podłoża. Metoda ta, sprawdzona w różnych warunkach terenowych, daje
zupełnie dobre wyniki, niewiele odbiegające od rezultatów uzyskanych innymi metodami.
Badania polegają na ocenie, na wszystkich stanowiskach, pokrywania gatunków
reprezentujących poszczególne formy morfologiczne.
− Metoda testu płytkowego

Zasada. Metoda opiera się na założeniu, że plechy porostu zebrane ze stanowisk

naturalnych oraz nieskażonych i przeniesione na tereny zanieczyszczone giną tym szybciej
im wyższe jest stężenie toksykantów w powietrzu. W metodzie tej używa się wyłącznie
Pustułki pęcherzykowatej Hypogymnia physodes, listkowatego porostu nadrzewnego,
który jest pospolity na terenach niezanieczyszczonych.

Zastrzeżenie. Metodę tą najlepiej jest stosować do oceny zasięgu wpływu emitora

punktowego (na przykład komin fabryczny) lub „emitora pasmowego” (na przykład ruchliwa
szosa), chociaż można ją również z powodzeniem wykorzystać do monitoringu na terenach
zabudowanych („emitory rozproszone”). Wykorzystywane przy monitorowaniu obiektów
emitujących duże ilości zanieczyszczeń wyniki uzyskuje się wtedy w stosunkowo krótkim
czasie. Przy małej ilości zanieczyszczeń w powietrzu metoda nie jest polecana.
− Metoda bioreakcji

Zasada. Porosty reagują na obecność zanieczyszczeń w powietrzu zmianą intensywności

fotosyntezy i oddychania. Ponadto, w wyniku degradacji chlorofilu, zmniejsza się jego
zawartość w plechach, natomiast zwiększa się ilość nieaktywnej fotosyntetycznie feofityny.
Badanie natężenia tych procesów oraz stosunku zawartości chlorofilu do feofityny pozwala
na ocenę stopnia zanieczyszczenia powietrza.

Zastrzeżenie. Metoda ta jest możliwa do realizacji tylko przez specjalistów

dysponujących niezbędną aparaturą.

Efekty ekotoksykologiczne skażeń mogą być oceniane jedynie na podstawie badania

ekosystemów. Ze względu na różnorodność gatunków większość metod monitorowania
biologicznego koncentruje się na tych, które mogą wskazywać skutki i zakres skażenia.

Innym sposobem badania czystości powietrza może być wykorzystanie ambulansu

pomiarowego jak to się dzieje niektórych województwach.

Inspekcja Ochrony Środowiska – Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska posiada

samochód wyposażony w zainstalowane w nim przyrządy do badania stopnia
zanieczyszczenia powietrza – ambulans pomiarowy imisji, typ Al-10. Ambulans wyposażony
jest w aparaty firmy Horiba z Japonii oraz przyrządy do obserwacji głównych parametrów
warunków meteorologicznych. Mobilna stacja pomiarowa (ambulans pomiarowy imisji)
może realizować następujące zadania:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

– określenie stopnia zanieczyszczenia powietrza w przypadku wystąpienia efektu

smogowego,

–  ocena jakości powietrza na wybranych terenach,
–  ocena uciążliwości obiektów emitujących zanieczyszczenia do powietrza,
–  ocena stopnia narażenia mieszkańców na zanieczyszczenia powietrza,
–  ocena wielkości tak zwanej niskiej emisji,
–  ocena wielkości emisji wtórnej z hałd, składowisk materiałów sypkich, wysypisk

odpadów,

– ocena wpływu komunikacji na stopień skażenia powietrza zanieczyszczeniami

komunikacyjnymi,

–  ocena jakości powietrza w kompleksach leśnych, uzdrowiskowych i terenach rolniczych,
–  ocena eksportu i importu zanieczyszczeń powietrza na badanym terenie,
–  wybór lokalizacji stacji pomiarowych przy tworzeniu nowych sieci monitoringu

zanieczyszczeń powietrza,

– weryfikacja lokalizacji stałych stacji pomiarowych, pomiary tła imisji,
– ocena skażenia powietrza w przypadku wystąpienia nadzwyczajnych zagrożeń

środowiska.
Stacja mobilna pomiarów imisji, pozwala wykonać pomiary zanieczyszczeń powietrza

w dowolnym miejscu, w szerokim zakresie. Dotychczas, w latach 1994 – 2001 wykonano
cały szereg pomiarów w województwie, a przedstawione wyniki pomiarów
imisji są częścią realizacji programu badawczego WIOŚ, którego zadaniem jest określenie
wielkości imisji podstawowych zanieczyszczeń powietrza w miastach o ilości mieszkańców
poniżej od 20 tysięcy.

Cel wykonania pomiarów

Celem każdorazowych badań monitoringowych jest zebranie danych o poziomie

podstawowych zanieczyszczeń powietrza w wybranych miastach województwa warmińsko
- mazurskiego.

W ramach badań stanu czystości powietrza ambulans pomiarowy imisji był ustawiany

najczęściej na okres od 2 do 3 tygodni, w wytypowanych miejscowościach.

Zebrane dane są wykorzystane do określania poziomów aktualnego stopnia

zanieczyszczeń powietrza. Uzyskiwane wyniki są wykorzystane w edycji kolejnych raportów
o stanie środowiska województwa. Zgromadzone wyniki pomiarów mogą być również brane
pod uwagę przy korektach planu zagospodarowania przestrzennego poszczególnych miast
oraz przy podejmowaniu decyzji o ewentualnym lokalizowaniu na terenie danego powiatu
stacji monitoringu powietrza.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Na podstawie jakich dokumentów opracowane są zadania w prowadzonym monitoringu?
2. Jakie są cele programów pomiarowych monitoringu powietrza na obszarze

poszczególnych województw?

3.  Na czym polega bioindykacja?
4.  Jakie organizmy mogą być wskaźnikami zanieczyszczeń środowiska?
5.  Dlaczego porosty są dobrymi biowskaźnikami?
6.  Jakie są formy plech porostów?
7.  Co to jest skala porostowa?
8.  Wymień strefy według skali Hawksworth’a i Rose’a?
9.  Jakie są metody monitorowania powietrza z wykorzystaniem porostów?
10. Jakie zadania realizuje mobilna stacja pomiarowa?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ znaczenie bioindykacji w monitoringu zanieczyszczeń powietrza.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  wyszukać w literaturze, które organizmy są bioindykatorami,
2)  dokonać obserwacji okazów naturalnych niektórych z nich lub zastępczych środków,
3)  zapoznać się z budową porostów,
4)  przeanalizować skalę porostową,
5)  odszukać wartości stężenia zanieczyszczeń w poszczególnych strefach,
6)  ustalić znaczenie bioindykacji w monitoringu zanieczyszczenia powietrza.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– literatura,
– okazy naturalne wybranych biowskaźników lub zdjęcia, plansze, albumy.

Ćwiczenie 2

Zbadaj zanieczyszczenia powietrza.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) dokonać analizy skali porostowej,
2) wyszukać i zaobserwować porosty rosnące na korze drzew w terenie (w lesie, zagajniku,

parku, w okolicach szkoły, domu),

3)  porównać zaobserwowane porosty z okazami umieszczonymi w skali porostowej,
4)  użyć do obserwacji lupy,
5)  odszukać na drzewach porosty przedstawione na skali zwracając uwagę na ich kształt

i barwę,

6) dokonać identyfikacji i odczytać przy prezentowanych zdjęciach podane wartości stężeń

wyrażone w µg/m

powietrza,

7) w oparciu o skalę porostową ustalić strefy porostowe i uzupełnić tabelę:

Numer

strefy

Skażenie powietrza

Nazwy gatunków

Miejsce występowania

1 max.

170

µg/m

2 max.

150

µg/m

3 max.

125

µg/m

4 max.

µg/m

5 max.

µg/m

6 max.

µg/m

7 max.

µg/m

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

– skala porostowa,
– lupy.

Ćwiczenie 3

Podaj metody monitorowania powietrza z wykorzystaniem porostów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) dokonać prezentacji wyników z przeprowadzonych badań terenowych (uzupełniona

tabela),

2) wymienić inne metody monitorowania powietrza z wykorzystaniem porostów,
3) omówić zasady i zastrzeżenia każdej z nich.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– tekst źródłowy,
– informacje z różnych źródeł.

Ćwiczenie 4

Określ zadania mobilnej stacji pomiarowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wymienić inne sposoby badania czystości powietrza.
2) podać jakie zadania w zakresie monitoringu powietrza może zrealizować ambulans

pomiarowy.

3) wyszukać w dostępnych źródłach informacje dotyczące wykorzystania ambulansu

pomiarowego do oznaczania imisji zanieczyszczeń powietrza w różnych województwach.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– literatura,
– Internet.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:

1) wymienić formy plech porostów?

⁫

2) podać strefy w skali porostowej?

⁫

3) omówić metody monitorowania powietrza?

⁫

4) wymienić charakterystyczne gatunki porostów w każdej strefie?

⁫

5) podać cele mobilnej stacji pomiarowej?

⁫

6) identyfikować różne gatunki porostów?

⁫

7) klasyfikować je do poszczególnej strefy?

⁫

8) określić poziom emisji i imisji zanieczyszczeń na

monitorowanym obszarze?

⁫

9) ocenić stopień zanieczyszczenia powietrza.

⁫

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Dopuszczalne stężenia substancji zanieczyszczających
powietrze

4.5.1. Materiał nauczania

Zasadniczą treścią wszystkich międzynarodowych konwencji dotyczących

zanieczyszczenia i ochrony atmosfery jest przekonanie, że każde państwo powinno tak
przeprowadzić działalność na terenie własnego kraju, aby nie szkodziło środowisku w innych
krajach. Wymagania wobec danego zakładu przemysłowego określa „Decyzja
o dopuszczalnej emisji”, wydawana na określony czas przez wojewodę. Decyzja ta
przedstawia rodzaje i ilości substancji zanieczyszczających dopuszczonych do wprowadzania
do powietrza przez zakład.

Ochrona powietrza polega na zapewnieniu jak najlepszej jego jakości, w szczególności

przez:
− utrzymanie poziomów substancji w powietrzu poniżej dopuszczalnych dla nich

poziomów lub co najmniej na tych poziomach,

− zmniejszanie poziomów substancji w powietrzu co najmniej do dopuszczalnych, gdy nie

są one dotrzymane.

Standardem jakości powietrza jest dopuszczalny poziom substancji w powietrzu,

obejmujący dwie wielkości:
− dopuszczalne stężenie substancji w powietrzu,
− dopuszczalny opad substancji.

Margines tolerancji to określony procent wartości granicznej, o który może zostać

przekroczony dopuszczalny poziom substancji w powietrzu. Jego wartość jest stopniowo
redukowana, aż do czasu przyjętego w poszczególnych dyrektywach jako data wymaganego
osiągnięcia stężeń nie wyższych od wartości granicznej. Przekroczenie dopuszczalnego
poziomu w ramach marginesu tolerancji nie powoduje konieczności sporządzenia
naprawczego programu ochrony powietrza.

Wartość dopuszczalna powiększona o margines tolerancji nie stanowi tymczasowego

stężenia dopuszczalnego; jest to jedynie kryterium dla podejmowania niektórych działań
w okresie przejściowym, przed wyznaczonym terminem.

Dopuszczalne poziomy zostały ustalone dla następujących substancji: benzenu, dwutlenku

azotu, dwutlenku siarki, ołowiu, pyłu zawieszonego PM10, tlenku węgla i ozonu, czyli
substancji, których stężenia w powietrzu unormowane są w dotychczasowych przepisach Unii
Europejskiej. Dopuszczalne poziomy substancji w powietrzu wraz z czasem ich
obowiązywania, oznaczeniami numerycznymi i okresami, dla których uśrednia się wyniki
pomiarów, dopuszczalne częstości przekraczania poziomów oraz marginesy tolerancji
prezentuje tabela 4.

W normach przyjęto następujące dopuszczalne wartości stężeń:

a) stężenia krótkookresowe:

− jednogodzinne (dawniej stężenie chwilowe odniesione było do 30 minut),
– 8-godzinne – maksymalna średnia ośmiogodzinna spośród średnich kroczących,

obliczonych ze średnich jednogodzinnych w ciągu doby,

− 24-godzinne.

b) stężenie średnie w roku kalendarzowym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 4. Dopuszczalne poziomy niektórych substancji w powietrzu obowiązujące na terenie kraju

2010

2009

---

2008

---

2007

---

2006

---

2005

100

---

2004

100

---

8,6

---

0,1

---

1,6

2000

2003

100

---

17,2

---

0,2

---

3,2

4000

Margin

[%]

_____________________

[µg/m

]

2002

100

---

25,8

---

0,3

---

4,8

6000

Dop

szczaln

ęsto

ść

przek

rac

szczaln

ego

poz

iomu w r

kale

ndar

wym

---

18 razy

---

24 razy

3 razy

---

60 dni

do 31.12.2004 od 1.01.2005

---

35 razy

---

Dop

szczaln

poz

iom substan

cji

w p

owietrzu

[w mg/m

]

200

do 31.12.2004 od 1.01.20

350

150

do 31.12.2004 od 1.01.2005

0,5

24,000

e)i)

18,000

e)i

)

µg/m

do 31.12.2004 od 1.01.2005

10,00

c)k

res

uś

dniania

wyników

pomiar

rok kalendar

zowy

jedna godzin

rok kalendar

zowy

rok kalendar

zowy

jedna godzin

24 godziny

rok kalendar

zowy

rok kalendar

zowy

8 godzin

okr

weg

etacy

jny

V-3

1 V

)

24 godziny

rok kalendar

zowy

8 godzin

Nazwa

substancji

(nume

r CAS)

Benzen

(71-43-2

)

Dwutlenek azo

(10102-44-0)

Tlenki azotu

(10102-44-0,

10102-43-9)

Dwutlenek siark

(7446

-09-

łów

(7439-92-1)

Ozon

(10028-15-6)

ł zawieszony

PM 10

Tlen

ek w

ęgla

(630-08-0)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Źródło: Gutkowski. B.: Aktualne przepisy w ochronie środowiska. Poradnik. Agencja Ochrony Środowiska,
Koszalin 2003
Objaśnienia do tabeli:
a) oznaczanie numeryczne substancji według Chemical Abstracts Service Registry Number,
b) w przypadku programów ochrony powietrza, o których mowa w art. 91 ustawy z dnia 27 kwietnia 2001r.

Prawo ochrony środowiska (Dz. U. Nr 62, poz. 627; Nr 115 pozycja 1229 oraz z 2002 r. Nr 74 pozycja 676)
częstość przekraczania odnosi się do poziomu dopuszczalnego wraz z marginesem tolerancji,

c)  poziom dopuszczalny ze względu na ochronę zdrowia ludzi,
d)  suma dwutlenku azotu i tlenku azotu w przeliczeniu na dwutlenek azotu,
e)  poziom dopuszczalny ze względu na ochronę roślin,
f)  suma metalu i jego związków w pyle zawieszonym PM10,
g)  maksymalna  średnia ośmiogodzinna spośród  średnich kroczących, obliczanych ze średnich

jednogodzinnych w ciągu doby; każdą tak obliczoną średnią 8-godzinną przypisuje się dobie, w której się
ona kończy; pierwszym okresem obliczeniowym dla każdej doby jest okres od godziny 17.00 dnia
poprzedniego do godziny 01.00 danego dnia; ostatnim okresem obliczeniowym dla każdej doby jest okres
od godziny 16.00 do 24.00 tego dnia,

h) liczba dni z przekroczeniem poziomu dopuszczalnego w roku kalendarzowym uśredniona w ciągu kolejnych

trzech lat; w przypadku braku danych pomiarowych z trzech lat dotrzymanie dopuszczalnej częstości
przekroczeń sprawdza się na podstawie danych pomiarowych z co najmniej jednego roku,

i) wyrażony jako AOT 40, które oznacza sumę różnic pomiędzy stężeniem średnim jednogodzinnym

wyrażonym w µg/m

a wartością 80 µg/m

, dla każdej godziny w ciągu doby pomiędzy godziną 8.00

a 20.00 czasu środkowoeuropejskiego, dla której stężenie jest większe niż 80 µg/m

; wartość tę uznaje się za

dotrzymaną, jeżeli nie przekracza jej średnia z takich sum obliczona dla okresów wegetacyjnych z pięciu
kolejnych lat; w przypadku braku danych pomiarowych z pięciu lat dotrzymanie tej wartości sprawdza się
na podstawie danych pomiarowych z co najmniej trzech lat; w przypadku gdy w serii pomiarowej występują
braki, obliczoną wartość AOT 40 należy pomnożyć przez iloraz liczby możliwych terminów pomiarowych
do liczby wykonanych w tym okresie pomiarów,

j) stężenie pyłu o średnicy aerodynamicznej ziaren do 10 µ (PM10) mierzone metodą wagową z separacją

frakcji lub metodami uznanymi za równorzędne,

k) maksymalna średnia ośmiogodzinna, spośród średnich kroczących, obliczanych co godzinę z ośmiu

średnich jednogodzinnych w ciągu doby. Każdą tak obliczoną średnią 8-godzinną przypisuje się dobie, w
której się ona kończy; pierwszym okresem obliczeniowym dla każdej doby jest okres od godziny 16.00 do
24.00 tego dnia.

Obszary szczególne

Dopuszczalne poziomy niektórych substancji, oznaczenia numeryczne i okresy, dla

których uśrednia się wyniki pomiarów, obowiązujące na terenach ochrony uzdrowiskowej czy
parków narodowych prezentują tabela 5.

Tabela 5. Dopuszczalne poziomy niektórych substancji na obszarach ochrony uzdrowiskowej

Lp. Nazwa substancji (numer CAS)

Okres

uśredniania wyników

pomiarów

Dopuszczalny poziom substancji

w powietrzu w [µg/m

]

1 Benzen

(71-43-2)

rok

kalendarzowy

jedna godzina

200

Dwutlenek azotu (10102-44-0)

rok kalendarzowy

jedna godzina

350

Dwutlenek siarki (7446-09-5)

24 godziny

125

4 Ołów

b )

(7439-92-1) rok

kalendarzowy

0,5

5 Tlenek

węgla (630-08-0)

8 godzin

5,000

Źródło: Gutkowski. B.: Aktualne przepisy w ochronie środowiska. Poradnik. Agencja Ochrony Środowiska,
Koszalin 2003
Objaśnienia:

a) oznaczenie numeryczne substancji wg Chemical Abstracts Service Registry Number,
b) suma metalu i jego związków w pyle zawieszonym PM10

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 6. Dopuszczalne poziomy niektórych substancji na obszarach ochrony uzdrowiskowej

Lp.

Nazwa substancji (numer CAS)

Okres

uśredniania

wyników pomiarów

Dopuszczalny poziom substancji

w powietrzu w [µg/m

]

Dwutlenek siarki (7446-09-5)

rok kalendarzowy

2 Tlenki

azotu

(10102-44-0, 10102-43-9)

rok kalendarzowy

Źródło: Gutkowski. B.: Aktualne przepisy w ochronie środowiska. Poradnik. Agencja Ochrony Środowiska,
Koszalin 2003

Objaśnienia:

a) oznaczenie numeryczne substancji wg Chemical Abstracts Service Registry Number,
b) suma dwutlenku azotu i innych tlenków azotu w przeliczeniu na dwutlenek azotu.

Alarmowe poziomy niektórych substancji

Alarmowe poziomy niektórych substancji w powietrzu, których nawet krótkotrwałe

przekraczanie może powodować zagrożenie dla zdrowia ludzi prezentuje tabela 7

Tabela 7. Alarmowe poziomy niektórych substancji

Lp. Nazwa substancji (numer CAS)

Okres

uśredniania wyników

pomiarów

Dopuszczalny poziom substancji

w powietrzu w [µg/m

]

Dwutlenek azotu (10102-44-0)

jedna godzina

400

Dwutlenek siarki (7446-09-5)

jedna godzina

500

Ozon

(10028-15-6)

jedna godzina

240

Źródło: Gutkowski. B.: Aktualne przepisy w ochronie środowiska. Poradnik. Agencja Ochrony Środowiska,
Koszalin 2003

Objaśnienia:

a) oznaczenie numeryczne substancji wg Chemical Abstracts Sernice Registry Number,
b) wartość występująca przez trzy kolejne godziny w punktach pomiarowych reprezentujących jakość

powietrza
na obszarze o powierzchni co najmniej100 km

albo na obszarze strefy zależnie od tego, który z tych

obszarów jest mniejszy,

c) wartość progowa informowania społeczeństwa o ryzyku wystąpienia poziomów alarmowych wynosi

180µg/m

Dopuszczalne stężenia i emisje w innych krajach

W wielu wysoko uprzemysłowionych krajach Europy oraz w USA i Japonii emisja

zanieczyszczeń jest od dawna objęta normami. Dopuszczalna emisja SO

lub dopuszczalna

zawartość siarki w paliwie jest znormalizowana w szesnastu krajach, pyłu – w dwunastu
krajach, tlenku azotu – w czternastu. Porównanie dopuszczalnych emisji zanieczyszczeń
w różnych krajach nie jest proste i wydaje się,  że nie byłoby celowe. Wynika to stąd,  że
w poszczególnych państwach odmiennie traktuje się:
−  strategie ekonomiczne,
−  proporcje między poniesionymi kosztami a uzyskanymi korzyściami,

− potrzebę wprowadzenia technologii zmierzających do zmniejszenia emisji,

− role opinii publicznej,
− transgraniczne przenoszenie zanieczyszczeń.

Przy ustalaniu dopuszczalnych emisji na ogół jest przestrzegana zasada, że przepisy

i wymagania powinny być tak sformułowane, aby przemysł miał rozsądny czas na
wprowadzenie technicznych i ekonomicznych sposobów ograniczenia emisji. Wartości
dopuszczalnych emisji zanieczyszczeń ustalane są na podstawie znajomości stopnia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

szkodliwości zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego. Zakłada się, że należy tak
ograniczyć emisję, tak zlokalizować jej źródła oraz dobrać taką wysokość emitorów
(kominów), aby nie doprowadzić do przekroczenia dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń
w powietrzu atmosferycznym.

Tabela 8. Krajowe i zagraniczne normy emisji (stężeń) wybranych zanieczyszczeń w mg/m

Substancja Okres

pomiaru Polska

Unia Europejska

Niemcy

Federalne Stany

Zjednoczone

30 min

350

24h 150

- - 260

Pył zawieszony

ogółem

rok 75

- - 75

30min 280

24h

125 (od 2005r. 50) 250 (od 2005r. 50)

150-300

150

Pył zawieszony o

średnicy d<10µg

rok

50 (od 2005r. 30)

(od 2010r. 20)

80 (od 2005r. 30)

(od 2010r. 20)

- 50

30min

500

(od 2005r. 350)

400 (3h)

650 (1h)

24h 150

(od 2005r. 125)

250-350

(od 2005r. 125)

140 365

rok

40 (od 2005r. 30)

80-120 (2 lata po

wejściu dyrektywy

20)

60 80

30min

500

200 (1h)

24h 150

- 80 -

rok

(2 lata po wejściu

dyrektywy 30)

- 100

30min

20 000

30 000 (1h)

40 000 (1h)

24h

5 000

10 000 (8h)

rok 2

000

Źródło: http://www.ellaz.pl/polska/ksia-powietrze.htm

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.  Co należy zrobić, aby zapewnić jak najlepszą jakość powietrza?
2.  Co to jest standard jakości powietrza?
3.  Wymień substancje, dla których zostały ustalone dopuszczalne poziomy stężeń.
4.  Jakie są wielkości stanowiące o standardzie jakości powietrza?
5.  Co nazywamy marginesem tolerancji?
6.  Wymień obszary szczególne.
7.  Co to są alarmowe poziomy?
8.  Jakie są normy emisji wybranych zanieczyszczeń w innych państwach?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1
Podaj dopuszczalne poziomy niektórych substancji w powietrzu.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) dokonać analizy tekstu z poradnika lub innych źródeł dotyczącego dopuszczalnego

poziomu niektórych substancji w powietrzu obowiązującego na terenie kraju (tabela 4),

2)  wymienić substancje dla których ustalono dopuszczalne poziomy,
3)  odczytać wartości dopuszczalnych poziomów dla wybranych substancji,
4)  porównać wartości z danymi dotyczącymi obszarów szczególnych (obszary ochrony

uzdrowiskowej, obszary parków narodowych),

5) dokonać analizy danych dotyczących krajowych i zagranicznych norm emisji wybranych

zanieczyszczeń,

6) sformułować wnioski oceniające.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– Literatura.

Ćwiczenie 2

Określ alarmowe poziomy niektórych substancji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  wyjaśnić określenie alarmowe poziomy,
2)  dokonać analizy danych zawartych w tabeli 7,
3)  wyszukać w Raporcie o stanie środowiska w Twoim województwie wydanym przez

Inspekcję Ochrony Środowiska i Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska
informacje czy pojawiło się przekroczenie dopuszczalnych poziomów substancji
w powietrzu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– teksty źródłowe „Raport – stan środowiska” z ostatniego roku.

Ćwiczenie 3

Oceń stężenie substancji zanieczyszczających powietrze w naszym województwie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) dokonać analizy stężenia wybranych substancji zanieczyszczających powietrze w miejscu

zamieszkania do poziomu obowiązującego na obszarach uzdrowiskowych i obszarach
parków narodowych, na podstawie danych zamieszczonych w Raporcie o stanie
środowiska w Twoim województwie,

2) przygotować z kolegami propozycje działań na rzecz poprawy jakości powietrza, które

należało by podjąć, aby zmniejszyć natężenie substancji zanieczyszczających,

3) dokonać analizy porównawczej do wyników z przed 5, 10, 15 lat,
4) wyszukać w Raporcie informacje o obszarach, które wymagają dalszych badań.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– Raport o stanie środowiska z ostatniego roku, sprzed 5, 10, 15 lat,
– inne dostępne informacje.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:

1) zdefiniować standard jakości powietrza?

⁫

2) wymienić substancje, dla których zostały ustalone dopuszczalne

poziomy stężeń?

⁫

3) podać wielkości stanowiące o standardzie powietrza?

⁫

4) podać dopuszczalne poziomy stężeń?

⁫

5) dokonać analizy wartości dopuszczalnych poziomów niektórych
substancji w powietrzu obowiązujących na terenie kraju?

⁫

6) odczytać wartości dotyczące dopuszczalnych poziomów
substancji na obszarach ochrony uzdrowiskowej i obszarach
parków narodowych?

⁫

7) zanalizować krajowe i zagraniczne normy emisji wybranych
zanieczyszczeń?

⁫

8) porównać wyniki badań z obowiązującymi wymogami?

⁫

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Ocena stanu czystości powietrza

4.6.1. Materiał nauczania

Celem oceny stanu czystości powietrza jest:

− określenie jakości powietrza czyli odniesienie - zawartość powietrza w stosunku do norm

określających jego skład,

− lokalizacja źródeł emisji – miejscowe, napływowe,

− związek z wartością atmosferyczną w zależności od pory roku,
− decyzje o uruchomieniu systemu ostrzegania przed bardzo dużymi stężeniami

szkodliwymi dla zdrowia.
Po każdym okresie, dniu, miesiącu, roku można korzystając z danych zebranych

w centralnych bankach informacji, poznać charakterystykę danego okresu w sposób
kompleksowy, a więc:
− analizę statystyczną wyników stężeń zanieczyszczeń powietrza z uwzględnieniem

częstości występowania stężeń, częstości występowania przekroczeń dopuszczalnych
norm, wartości średnich i maksymalnych dla poszczególnych stacji pomiarowych,

− porównanie wyników badań podstawowych zanieczyszczeń powietrza to jest dwutlenku

siarki, dwutlenku azotu, tlenku węgla i pyłu dla całego badanego obszaru,

− analizę wyników pozostałych badanych zanieczyszczeń to jest ozonu i tlenku azotu,
− analizę wyników stężenia metali występujących w pyle zwieszonym to jest ołowiu,

kadmu, chromu, niklu, cynku, miedzi i żelaza,

− ocenę i porównanie jakości powietrza na terenie miasta,

− charakterystykę meteorologiczną badanego obszaru.

Zgodnie z przyjętymi zasadami dane pomiarowe uważamy za kompletne, jeżeli czas

działania miernika jest równy lub większy 75% czasu w danym okresie pomiarowym, a
opracowana seria zawiera co najmniej 75% ważnych pomiarów. W opracowaniach
charakteryzujących stany zanieczyszczenia powietrza jako podstawowe okresy pomiarowe
przyjmuje się:
a) dzień pomiarowy,
b) miesiąc pomiarowy,
c) półrocze pomiarowe:

1 - sezon grzewczy obejmujący miesiące: październik, listopad, grudzień, styczeń, luty i marzec,
2 - sezon letni obejmujący miesiące: kwiecień, maj, czerwiec, lipiec, sierpień i wrzesień.

Z licznej grupy związków siarki zanieczyszczających powietrze atmosferyczne

najważniejsze są dwu- oraz trójtlenek siarki, które oznaczono wspólnym wzorem SO

Dwutlenek siarki ma charakterystyczny, duszący zapach. Trójtlenek siarki jest bardzo
reaktywny. Tlenki siarki tworzą się w wyniku spalania paliw zawierających siarkę. Skład
mieszaniny SO

nie zależy od stężenia tlenu (nawet w nadmiarze tlenu głównym produktem

reakcji jest SO

, natomiast ilość powstającego SO

zależy od warunków reakcji, a zwłaszcza

od temperatury). Mechanizm powstawania mieszaniny SO

można przedstawić

w uproszczony sposób:

S + O

↔

2 SO

+ O

↔

2 SO

Trójtlenek siarki jest silnie higroskopijny i reaguje natychmiast z parą wodną zawartą

w powietrzu tworząc kwas siarkowy:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

+ H

→

W powietrzu atmosferycznym mamy do czynienia zatem z kwasem siarkowym, którego

ilość jest różna w zależności od wilgotności powietrza, czasu przebywania zanieczyszczeń
w powietrzu, ilości substancji o właściwościach katalitycznych oraz stopnia nasłonecznienia
i natężenia opadów.

W skali światowej 1/3 związków siarki wprowadzanych do powietrza

atmosferycznego pochodzi ze źródeł przemysłowych. Pozostałe 2/3 pochodzą ze źródeł
naturalnych (wulkany) jednak ich ilość rozłożona jest w miarę równomiernie w porównaniu
ze źródłami przemysłowymi, gdzie zanieczyszczenia są skoncentrowane.

Najbardziej popularną metodą określania stężeń SO

jest kolorymetryczna metoda

West – Geaka. W metodzie tej dwutlenek siarki jest pochłaniany przez wodny roztwór
czterochlorortęcianu sodu, tworząc nielotny kompleks siarczynortęcianu sodowego. Powstały
siarczynortęcian sodowy tworzy związek barwy purpurowo–fioletowej a jego intensywność
jest proporcjonalna do stężenia SO

. Porównując barwę roztworu pochłaniającego ze skalą

wzorców, można określić w przybliżeniu stężenie S0

. Metoda ta może być stosowana do

oznaczenia stężeń SO

w powietrzu w granicach 0,002–5 ppm.

Natomiast tlenki azotu oznacza się ogólnym wzorem NO

oznaczającym mieszaninę

tlenku (NO) i dwutlenku (NO

). Znane są również inne tlenki azotu, lecz zasadniczą rolę

odgrywają przede wszystkim NO i NO

. W wyniku utleniania azotu zawartego w powietrzu,

w wysokich temperaturach występujących w procesach spalania powstaje NO, który przy
obniżaniu temperatury przechodzi w NO

. Podstawowymi źródłami emisji NO

są różnego

rodzaju paleniska i silniki spalinowe, czyli energetyka i transport. Dwutlenek azotu podobnie
jak siarki rozpuszcza się w kropelkach chmur tworząc kwas, który opada na gleby i wody
z deszczem lub śniegiem. W powietrzu atmosferycznym tlenki azotu biorą udział w licznych
reakcjach są między innymi odpowiedzialne za stężenie ozonu troposferycznego, są też
składnikiem smogu fotochemicznego.

Z uwagi na brak obowiązującej w Polsce normy oznaczania stężenia NO

większość

ośrodków w kraju stosuje metodę zalecaną do badań przez Państwowy Zakład Higieny.
W metodzie tej NO

pochłaniany jest w roztworze wodorotlenku sodowego z dodatkiem

arsenianu sodowego i kwasu sulfanilowego. W czasie pochłaniania następuje zdwufazowanie
kwasu sulfanilowego przez jony azotynowe. Po pobraniu próbki sprzęga się otrzymany
związek uzyskując barwnik dwufazowy. Intensywność powstałego barwnika jest
proporcjonalna do stężenia NO

w probówce.

Oznaczanie w powietrzu atmosferycznym dwutlenku siarki metodą

spektrofotometryczną z pararozaniliną (Państwowy Zakład Higieny)

Zasada metody

Dwutlenek siarki z czterochlorortęcianem sodowym tworzy siarczynortęcian sodowy,

który pod działaniem mieszaniny roztworu pararozaniliny w HCl oraz formaldehydu daje
zabarwienie czerwonofioletowe. Zabarwienie jest trwałe przez 3 godziny. Intensywność
powstałego zabarwienia jest proporcjonalna do ilości pochłoniętego dwutlenku siarki.

Aparatura i odczynniki
1.

Zestaw aspiracyjny do pobierania próbek gazowych.

Płuczki do pobierania zanieczyszczeń gazowych.

Probówki o poj. 10 ml.

Spektrofotometr umożliwiający pomiar absorbcji przy długości fali 582 µm.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Płyn pochłaniający – roztwór podstawowy: czterochlorortęcian sodowy 0,02mol/l.
W kolbie o poj. 1 litr rozpuścić 5,44 g HgCI

oraz 2,34 g NaCl w wodzie destylowanej

i uzupełnić do kreski.

Płyn pochłaniający - roztwór roboczy: czterochlorortęcian sodowy 0,002mol/l. W kolbie
poj. l litr rozcieńczyć 100 ml roztworu podstawowego uzupełnić wodą do kreski.

Roztwór podstawowy chlorowodorku pararozaniliny. W kolbie o poj. 100 ml rozpuścić
0,2 g chlorowodorku pararozaniliny w wodzie destylowanej i uzupełnić do kreski. Po 48
godzinach roztwór przesączyć. Roztwór przechowywany w ciemnej butelce w temp 4°C
jest trwały przez kilka miesięcy.

Roztwór roboczy chlorowodorku pararozaniliny. Do kolby miarowej o poj. 100 ml
odmierzyć 20 ml roztworu podstawowego chlorowodorku pararozaniliny oraz 6 ml HCl
(1,19), zmieszać i po 5 minutach uzupełnić wodą destylowaną do kreski. Roztwór jest
barwy jasno żółtej z odcieniem zielonkawym. Przechowywany w ciemnej butelce,
w temp 4°C jest trwały około 2 tygodnie.

Roztwór wodny formaldehydu 0,2%.

10.  Roztwór wodny kwasu amidosulfonowego 3%.
11.  Skrobia rozpuszczalna, roztwór 0,5%.
12.  Kwas siarkowy (1+10).
13.  Dwuchromian potasowy 0, l n – w kolbie o poj. 1 litr rozpuścić 4,902 g dwuchromianu

potasowego wysuszonego w temp. 130°C w wodzie podwójnie destylowanej i dopełnić
do kreski.

14. Tiosiarczan sodowy 0,1 n - roztwór mianowany: W kolbie poj. 1litr rozpuścić 25 g

*5H

O, dodać 0,4 g NaOH i dopełnić wodą podwójnie destylowaną do kreski.

Roztwór pozostawić na 7–10 dni do stabilizacji.
W celu ustalenia miana roztworu tiosiarczanu do kolby stożkowej z doszlifowanym
korkiem odmierzyć l0 ml kwasu siarkowego (1+10), dodać około 2 g jodku potasu,
l0 ml wody destylowanej i 20 ml 0,l n dwuchromianu potasowego. Kolbę zamknąć
korkiem i pozostawić na 5 minut w ciemnym miejscu. Po upływie tego czasu
rozcieńczyć zawartość kolby około 150 ml wody destylowanej i miareczkować
wydzielony jod roztworem tiosiarczanu sodowego.

15. Jod 0,1 n – roztwór mianowany – w kolbie o poj. 11 rozpuścić 40 g jodku potasowego

w l0 ml wody, odważyć 12,7 g jodu i dodać do przygotowanego roztworu jodku
potasowego i dopełnić do kreski. Mianowanie – odmierzyć 20 ml roztworu jodu 0, l n
i 80 ml wody destylowanej i miareczkować roztworem tiosiarczanu sodowego 0,l n do
słomkowego zabarwienia, dodać l ml skrobi i dalej miareczkować do zaniku
niebieskiego zabarwienia. Obliczyć normalność roztworu jodu posługując się wzorem
X

= (V*0,l)/V

V – obj. roztworu tiosiarczanu sodowego zużyta do miareczkowania (ml)
Vi – obj. roztworu jodu (ml)
0,1 – normalność roztworu tiosiarczanu sodu

16. Roztwór podstawowy dwutlenku siarki: w kolbie o poj. 1 l rozpuścić 0,1625 g NaHSO

i uzupełnić wodą do kreski. Stężenie SO

oznaczyć następująco: do kolby miarowej

o poj. 200ml z doszlifowanym korkiem odmierzyć l0 ml jodu 0,1n, l0ml H

1:5, oraz

20 ml wody destylowanej. Zawartość kolby zamieszać i miareczkować roztworem
podstawowym SO

do słabo żółtego zabarwienia, dodając pod koniec miareczkowania

0,5 ml skrobi 0,5% i miareczkować do odbarwienia roztworu. Zawartość dwutlenku
siarki l ml roztworu podstawowego obliczyć według wzoru X = ( 3,205*10)/Ymg
S0

/ml 3,205 – ilość SO

reagująca z 1ml roztworu jodu 0,l n w miligramach,

10 – ilość roztworu jodu 0,l n użytego do oznaczenia w mililitrach

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Y – ilość roztworu podst. SO

zużytego na zmiareczkowanie roztworu jodu

w mililitrach

17. Roztwór roboczy l dwutlenku siarki: Do kolby miarowej o poj.100 ml odmierzyć

100/Xml roztworu podst. SO

(X – ilość mg SO

w 1 ml roztworu podstawowego)

i uzupełnić płynem pochłaniającym do kreski. Zawartość kolby dobrze wymieszać.

18. Roztwór roboczy dwutlenku siarki: Do kolby o poj. 100 ml odmierzyć 1ml otrzymanego

wyżej roztworu uzupełnić do kreski płynem pochłaniającym.1ml otrzymanego roztworu
zawiera 0,01 mg SO

Przygotowywanie skali wzorców i sporządzanie krzywej wzorcowej
Do szeregu probówek poj. 10 ml dodać odpowiednie ilości roztworu roboczego i płynu
pochłaniającego wg. tabeli, 0,2 ml kwasu amidosulfonowego 3%, 1 ml roztworu roboczego
chlorowodorku pararozaniliny i 1ml formaldehydu. Zamieszać zawartość probówek. Po 20
–30 minutach odczytać absorbancję roztworów przy długości fali 582 µm, w stosunku do
próby ślepej.

L.p.

Ilość roztworu roboczego

w ml

Ilość płynu

pochłaniającego w ml

Zawartość SO

w próbce w µg

0 1,00 0

2 0,01

0,99

0,0001

3 0,03

0,97

0,0003

4 0,05 0,95

0,0005

5 0,10

0,90

0,0010

6 0,20

0,80

0,0020

7 0,40 0,60

0,0040

8 0,60

0,40

0,0060

9 0,80

0,20

0,0080

10 1,00

0,0100

Sporządzić na papierze milimetrowym krzywą wzorcową odkładając na osi rzędnych

absorpcję a na osi odciętych stężenie SO

w µg.

Wykonanie oznaczenia

Po pobraniu próbki badany roztwór uzupełnić do 50ml wodą destylowaną. Następnie

odmierzyć l ml do probówki poj. 10 ml dodać 0,2 ml kwasu amidosulfonowego 3%, l ml
roztworu roboczego chlorowodorku pararozaniliny i 1 ml formaldehydu 0,2%. Po upływie
20–30 minut odczytać absorpcję roztworu przy długości fali 582 µm w stosunku do
próby ślepej.

Dwutlenek węgla, naturalny składnik atmosfery, nie jest traktowany jako jej

zanieczyszczenie. Pozostaje on w stałym obiegu. Biorą w nim udział rośliny przyswajające
dwutlenek węgla przez fotosyntezę, której produktami są węglowodany magazynowane
w substancji roślinnej oraz tlen wydzielany do atmosfery. Dwutlenek węgla powraca do
atmosfery jako produkt rozkładu, spalania bądź funkcji życiowych organizmów żywych.
Przedstawiony tu w sposób uproszczony cykl przemian dwutlenku węgla przyczynia się do
utrzymania jego stężenia na stałym poziomie pod warunkiem, że nie zostanie on zaburzony
przez działalność człowieka, taką jak rabunkowa gospodarka leśna, spalanie paliw i odpadów
oraz konieczna działalność przemysłowa. Niszczenie lasów i terenów zielonych zmniejsza
możliwości usuwania CO

z atmosfery w sposób naturalny. Działalność przemysłowa

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

człowieka jest przyczyną stałego wzrostu stężenia dwutlenku węgla w powietrzu. Dwutlenek
węgla jest również najważniejszym gazem szklarniowym.

Najważniejszym procesem dostarczającym około 5 mld. ton dwutlenku węgla jest

spalanie węgla i innych paliw, niszczenie lasów (przede wszystkim w tropikach), gdyż
spalony las przestaje uczestniczyć w usuwaniu CO

w procesie fotosyntezy. Kolejną ważną

przyczyną jest wytwarzanie cementu, które jest odpowiedzialne za blisko 2,5% światowej
emisji CO

ze źródeł przemysłowych (około 560 ton rocznie). Dwutlenek węgla jest

uwalniany do atmosfery przede wszystkim w wyniku działalności wulkanicznej i procesów
spalania. Przeważająca ilość emitowanego do atmosfery dwutlenku węgla pochodzi ze źródeł
naturalnych.

Rolnictwo także przyczynia się do zwiększonej emisji CO

głównie w wyniku zużycia

energii i materiałów. Około 60% energii w rolnictwie zużywa się do uprawy gleby. Znaczące
ilości paliw kopalnych są potrzebne do produkcji nawozów sztucznych. Podobnie jak
w innych działach gospodarki emisję CO

w rolnictwie można ograniczyć przez lepsze

wykorzystywanie energii i materiałów.

Obecnie ze wszystkich gałęzi transportu najgroźniejsze zanieczyszczenie atmosfery

powoduje transport samochodowy poprzez emisję ogromnych ilości toksycznych spalin.
Ocenia się, iż w miastach ponad połowa emitowanych do powietrza zanieczyszczeń pochodzi
z rur wydechowych pojazdów samochodowych.

Przy stechiometrycznym przebiegu spalania węglowodorów w silniku spalinowym

uzyskuje
się następującą reakcję:

+ (n + 0,25 m) O

+ x N

= n CO

+ 0,5 m H

O + x N

W zależności od rodzaju stosowanych węglowodorów, stechiometryczna ilość powietrza,

konieczna do zupełnego spalania, wynosi 13,26 – 17,24 kg pow/kg węglowodorów.
Teoretycznie, silnik spalinowy powinien emitować tylko CO

, H

O i N

. Wskutek reakcji

zachodzących w silniku w wysokich temperaturach, a więc dysocjacji C0

i H

O i utlenianiu

oraz w wyniku niezupełnego spalania, silnik spalinowy emituje w rzeczywistości obok

dwutlenku węgla (CO

), pary wodnej (H

O) i azotu (N

), także tlenek węgla (CO), dwutlenek

azotu (NO

), węglowodory (C

) oraz wodór (H

) i tlen (O

). Stosowanie w paliwach

dodatków antydetonacyjnych, zanieczyszczenie paliw siarką oraz zjawiska krakingu są
ponadto przyczyną emitowania przez silnik dwutlenku siarki (SO

) oraz pyłów, głównie

w postaci sadzy i związków ołowiu.

Większość emitowanych pyłów i gazów osadza się jednak w pobliżu źródeł

zanieczyszczenia powietrza, a więc wzdłuż dróg kołowych. Wraz z oddalaniem się od drogi
stężenie ich maleje. W najbliższym otoczeniu źródła emisji opadają cząstki większe i cięższe
(sadza, kurz, ołów), natomiast zanieczyszczenia gazowe mogą być przenoszone na znacznie
większą odległość (kilkuset metrów). Ogólnie przyjmuje się, że gleba i roślinność w pasie
150 m po obu stronach drogi są silnie skażone spalinami motoryzacyjnymi i powinny być
wyłączone z użytkowania rolniczego.

Jak już wspomniano wcześniej podczas spalania paliw powstają szkodliwe węglowodory

i inne związki. Jednym z takich związków są tlenki azotu, które tworzą się głównie wskutek
utleniania azotu atmosferycznego (udział NO z azotu paliwowego jest nieznaczny).

Warunkami sprzyjającymi procesowi powstawania NO są: wysoka temperatura w strefie

spalania oraz nadmiar tlenu. Tlenek azotu po opuszczeniu silnika nie rozpada się, lecz
stopniowo utlenia się do NO

i stąd w spalinach silnikowych jednocześnie występują obydwa

tlenki azotu. Natomiast obecność węglowodorów (CH) w spalinach związana jest głównie
z niedomiarem tlenu, ogólnym (zbyt bogata mieszanka) lub lokalnym (nierównomierny skład
mieszanki). Źródłem węglowodorów może być także parowanie oleju i paliw. Innym

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

związkiem obecnym w spalinach jest sadza, która nigdy nie jest czystym węglem, lecz
zawiera szereg węglowodorów, głównie policyklicznych, i stąd jest wysoce toksyczna. Wiele
innych związków chemicznych może być absorbowanych na wysoce rozwiniętej powierzchni
sadzy. Sadza stanowi główną część cząstek stałych pochodzenia silnikowego. Również
w spalinach znajdują się aldehydy na skutek tylko częściowego utlenienia paliwa
w cylindrze. Są one rezultatem przerwania reakcji łańcuchowej utleniania paliwa w wyniku,
na przykład „gaszącego” oddziaływania stosunkowo chłodnych ścianek lub lokalnego braku
tlenu. W największych ilościach w spalinach samochodowych występują jednak formaldehyd
i akroleina. Z kolei tlenki siarki w spalinach pochodzą z utlenienia siarki obecnej w paliwie.
W związku z tym najbardziej racjonalną metodą ograniczenia ilości tlenków siarki
w spalinach jest usuwanie siarki z paliw. W benzynach ilości siarki są tylko śladowe,
natomiast w olejach napędowych, nawet nowej generacji, zawartość jej waha się w granicach
0,2–0,3% mas. Dalsze obniżenie zawartości siarki do 0,1 % i niżej jest możliwe w procesie
hydroodsiarczania oleju napędowego.

Pyły będące ciałami stałymi unoszonymi z dymem stanowią odrębną grupę

zanieczyszczeń. Charakteryzuje je uziarnienie do 100 mm, przy czym pył o wielkości ziaren
od 35–100 mm opada stosunkowo łatwo, pył o ziarnach wielkości 0,1–3,5 mm dłużej
utrzymuje się w powietrzu, natomiast przy uziarnieniu poniżej 0,1 mm elektryzuje się
ujemnie skutkiem czego nie opada na ziemię. Zapylenie w powietrzu atmosferycznym jest
pożądane z uwagi na procesy kondensacji pary wodnej. Pozytywne znaczenie zapylenia
powietrza ogranicza się jedynie do sytuacji, z których nie wynikałoby przekroczenie
możliwości samooczyszczania tego tak ważnego dla życia zasobu przyrody. Niestety
działalność człowieka zakłóciła istniejącą równowagę naturalną. Pyły tworzą się przy
wszelkich procesach produkcyjnych. Szczególnie duże ilości powstają podczas spalania paliw
stałych w procesach metalurgicznych, przy transporcie i przeładunku węgla i licznych
sypkich surowców oraz przy produkcji materiałów budowlanych, a szczególnie przy
produkcji cementu.

Pyły powstają we wszystkich procesach technologicznych z udziałem fazy stałej,

wskutek erozji gleb pozbawionych szaty roślinnej i wszędzie tam, gdzie występuje tarcie, na
przykład przy ścieraniu opon na jezdniach. Szacuje się, że w Polsce, pomimo stosowania
różnych urządzeń odpylających, wprowadza się do atmosfery około 1,3 mln mg (l megagram
= l tona) pyłu rocznie (według danych z 1995 r.). Największy udział w tej emisji ma przemysł
paliwowo-energetyczny, emitujący głównie popioły, następnie metalurgiczny, materiałów
budowlanych i ceramicznych oraz chemiczny.

Pyły emitowane do atmosfery mają różny skład chemiczny i różną wielkość ziaren.

Najbardziej ogólnie pyły dzieli się na:
• grube – łatwo sedymentujące, opadające blisko źródła emisji (oznaczane w kontroli

środowiska jako opad pyłu),

• drobne – o średnicy cząstek poniżej 10 µm–zawieszone, zwane też aerozolami, ponieważ

przy tej dyspersji mają podobne własności jak prawdziwe aerozole i mogą być
przenoszone na duże odległości od miejsca emisji.
Pyły drobne, zwłaszcza o wymiarach poniżej 8 µm są szczególnie niebezpieczne dla

człowieka, gdyż w przeważającej części są zatrzymywane w płucach, natomiast praktycznie
nie są zatrzymywane w urządzeniach odpylających gazy.

Jednym z kryteriów podziału pyłów jest również sposób ich oddziaływania na organizm

ludzki. Z tego punktu widzenia wyróżnia się między innymi następujące grupy pyłów:
• czynne, a w tym:
− toksyczne (zawierające, na przykład Pb, As, Cd, Cu, Hg),
− zakaźne (zawierające, na przykład wąglik),

− żrące (na przykład pyły alkaliczne z cementowni),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− pylicotwórcze (związki krzemu),
• bierne (obojętne), a w tym:
− miękkie i giętkie (np. bawełna, wełna, pierze),

− twarde, raniące (np. węgiel, drewno).

Pyły czynne charakteryzują się tym, że po wchłonięciu do organizmu są rozpuszczane

przez płyny ustrojowe i tym samym mają zdolność szybkiego docierania do różnych części
ciała, atakując je w sposób indywidualny, w zależności od rodzaju zanieczyszczenia, na
przykład:
− metale mają zdolność kumulowania się w organizmach żywych, wywołując w nich

zmiany metaboliczne, głównie poprzez oddziaływanie na enzymy,

− pyły alkaliczne, trafiające do układu oddechowego, wywołują nieżyty tchawicy, oskrzeli,

a nawet rozedmę płuc. Ten rodzaj pyłów silnie atakuje także spojówki, co może
prowadzić nawet do utraty wzroku,

− pyły obojętne, są substancjami nierozpuszczalnymi i oddziaływanie ich polega głównie na

blokowaniu powierzchni ochronnej płuc, co zmniejsza powierzchnię oddechową
i wywołuje niedotlenienie organizmu. Gromadzenie się tak zwanych pyłów obojętnych
w układzie oddechowym nie jest dla organizmu ludzkiego obojętne. Większa ilość pyłów
może sprzyjać rozwijaniu się różnych chorób, mogą one ponadto ułatwiać działanie
bakterii, grzybów i pasożytów.
W odniesieniu do zanieczyszczeń pyłowych często używaną jednostką stężenia jest

ilość ziaren (Z) zawarta w określonej objętości powietrza atmosferycznego, na ogół w jednym
cm

. Poza tym jako miarę zanieczyszczenia większymi cząsteczkami pyłu przyjmuje się jego

opad, definiowany jako ilość pyłu opadającego na jednostkę powierzchni ziemi w jednostce
czasu. Opad pyłu mierzy się zazwyczaj w dłuższych okresach czasu, stąd jego podstawową
jednostką jest t/km

/rok.

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie są źródła emisji tlenków siarki?
2. Na czym polega kolorymetryczna metoda West–Geaka oznaczenia stężenia siarki

w powietrzu?

3. Jaką wspólną właściwość posiadają NO i NO

4. Kiedy CO

staje się zanieczyszczeniem?

5. Jaki efekt powoduje nadmiar CO

w atmosferze i na czym on polega?

6.  Jakie znasz sztuczne źródła emisji dwutlenku węgla?
7.  Jak dzielimy pyły ze względu ma skład chemiczny i różną wielkość ziaren?
8.  Które pyły są najbardziej niebezpieczne dla organizmu człowieka?
9.  Jaką znasz powszechną jednostkę stężenia stosowanego w odniesieniu do zanieczyszczeń

pyłowych?

10. Jaki jest cel oceny stanu czystości powietrza?
11. Jakie związki występują w spalinach?
12. W jaki sposób tworzą się i co sprzyja powstawaniu tlenków azotu w silnikach

spalinowych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1
Dokonaj obserwacji otrzymywania kwasu siarkowego metodą kontaktową (pokaz).

Rys. 1. Otrzymywanie kwasu siarkowego

metodą kontaktową

Źródło: Kozłowski Z. Chemia ogólna. WSiP. Warszawa 1990

Sposób wykonania ćwiczenia

Po zestawieniu aparatury (rys.1) umieścić w trudno topliwej rurze szklanej warstwę

kontaktu wanadowego (V

). Następnie zapalić siarkę i spowodować przepływ przez

aparaturę strumienia gazów za pomocą pompki wodnej. Ogrzewać rurę z katalizatorem do
około 450

C i obserwować pojawienie się „dymów” trójtlenku siarki w dołączonej do rury

kolbie. Po przerwaniu ogrzewania odłączyć kolbę i wstrząsnąć jej zawartość z nieznaczną
ilością wody. W roztworze wykryć obecność kwasu za pomocą papierka lakmusowego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– zestaw niezbędny do przeprowadzenia ćwiczenia.

Ćwiczenie 2

Scharakteryzuj rolę dwutlenku węgla jako naturalnego składnika atmosfery.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w dostępnych źródłach jakie związki oprócz CO

powodują efekt cieplarniany.

Uzyskane wyniki przedstaw poniżej:

…………………………………………………………………………………………………...

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 2. Czynniki wpływające na efekt cieplarniany.
Źródło: Powietrze i jego zanieczyszczenie – pakiet edukacyjny. Jangar, Warszawa 2000

2) na podstawie analizy rysunku 2 odpowiedz na pytania:

a) Jaki proces został przedstawiony na schemacie?

…………………………………………………………………………………………………..

b) Czym jest on spowodowany?

…………………………………………………………………………………………………...

c) Jakie są jego skutki?

…………………………………………………………………………………………………...

Wyposażenie stanowiska pracy:

– tekst źródłowy,
– karty pracy.

Ćwiczenie 3

Dokonaj analizy emisji zanieczyszczenia w zależności od warunków pracy silnika.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z poniższą tabelą zawierającą dane dotyczące przykładowych emisji

(w zależności od warunków pracy) zanieczyszczeń czterech badanych silników
benzynowych (A, B, C, D) oraz trzech silników Diesla (A, B, C) silników
samochodowych. Na podstawie tych wartości odpowiedz na pytania:

Tabela 9. Skład gazów spalinowych silników pojazdów mechanicznych

Silniki spalinowe

Silniki Diesla

Rodzaj

zanieczyszczenia

bieg jałowy przysp.

praca opóźnienie bieg

jałowy przysp.

praca opóźnienie

13,8 2,8 5,1 4,8 0,0 0,0 0,0 0,0

11,2 2,2 2,4 6,3 0,0 0,1 0,0 0,0

10,1 3,9 3,7 5,5 0,0 0,05 0,0 0,0

Tlenek węgla CO, %

5,7 4,7 3,0 2,7 - - - -

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

0,98 0,2 0,05 2,64 0,047 0,018 0,013 0,061

0,30

0,05 - 1,84

0,017

0,023

0,0 0,0

0,16 0,04 0,02 0,54 0,055 0,021 0,015 0,38

Węglowodory nasycone

, %

0,67 0,34 0,32 0,68 -

45 1430 314 12 60 827 310 40

15 1940 740 12 50 863 224 42

38 670 906 30 68 856 176 9

Tlenki azotu NO

- - - - - - - -

72 28 1

2214

4 7 4 7

12 13 15 303 14 6 19 10

5 16 6 312 17 37 9 70

Formaldehydy cm

- - - - - - - -

Źródło: Juda J., Chruściel S. Ochrona powietrza atmosferycznego. Wydawnictwa Naukowo-

Techniczne, Warszawa 1974

a) Kiedy silnik emituje maksymalne ilości CO a kiedy NO

w silnikach benzynowych?

…………………………………………………………………………………………………...

b) Dokonaj porównania emisji CO i węglowodorów w silnikach spalinowych i Diesla

…………………………………………………………………………………………………...

Wyposażenie stanowiska pracy:

– tekst źródłowy.

Ćwiczenie 4

Dokonaj pomiaru wielkości emisji pyłów z silników spalinowych metodą filtracyjną.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Dokonać pomiaru wykorzystując metodę filtracyjną, która polega na przepuszczeniu

spalin przez filtr (najczęściej bibułowy), który zatrzymuje znaczną część sadzy i drobnych
kropelek cieczy zawartej w spalinach. Stopień zadymienia spalin jest następnie określany
przez pomiar zaczerwienienia filtra. Najczęściej stosowanym urządzeniem tego typu jest
dymomierz Boscha. Działanie przyrządu polega na zassaniu (za pomocą specjalnej pompy)
z układu wydechowego silnika określonej objętości spalin poprzez filtr bibułowy. Stopień
zaczernienia bibuły określany jest fotometrycznie. Światło odbite od bibuły pada na
fotokomórkę, natężenie wytworzonego prądu mierzone jest mikroamperomierzem
wyskalowanym w umownych jednostkach, w stopniach Boscha od zera do dziesięciu. Zero
skali odpowiada czystej bibule, odbijającej maksimum padającego na nią  światła, 10
jednostek skali odpowiada całkowitemu pochłonięciu  światła (wówczas prąd w obwodzie
fotoogniwa w ogóle nie płynie).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

– dymomierz Boscha.

4.6.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:

1) wymienić związki zanieczyszczające powietrze?

⁫

2) omówić metodę West–Geaka?

⁫

3) podać źródła emisji CO

⁫

4) omówić gazy spalinowe?

⁫

5) podać rodzaje pyłów?

⁫

6) wykonać doświadczenie według instrukcji?

⁫

7) zastosować odpowiednią metodę pomiarową?

⁫

8) posłużyć się aparaturą do badania powietrza?

⁫

9) ocenić stopień zanieczyszczenia powietrza?

⁫

10) wyszukać informacje z różnych źródeł?

⁫

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. Skutki zanieczyszczenia powietrza

4.7.1. Materiał nauczania

Zanieczyszczenie powietrza stało się obecnie jedną z najczęstszych przyczyn lokalnych,

regionalnych i globalnych zmian w środowisku.

Zanieczyszczone powietrze przyczynia się do :

− zwiększonej zachorowalności ludzi i zwierząt,

− wpływa negatywnie na roślinność,
− przyczynia się do ubytków w budowlach,

− zwiększa korozję metali, zużycie maszyn i urządzeń,

− powoduje straty światła słonecznego, co z kolei powoduje zwiększone zużycie energii

elektrycznej.

Dlatego należy unikać nośników energii zawierających siarkę, takich jak węgiel

(w zależności od złoża w różnym stopniu zasiarczony) lub ropa naftowa albo dodawać do
procesu spalania dodatkowe etapy, jak na przykład odsiarczanie gazów spalinowych
z elektrowni spalających węgiel.

Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie człowieka

Zanieczyszczenia powietrza mogą dotrzeć wszędzie, jednak największe ich stężenie

odnotowuje się w rejonach przemysłowych. Tam też obserwuje się największy ich wpływ na
zdrowie ludzi i zwierząt. Związek ten jest jeszcze bardziej widoczny, gdy rozpatruje się go
z innymi czynnikami, takimi jak: palenie papierosów, nasłonecznienie, stan psychiczny ludzi
1. Dwutlenek siarki (S0

) atakuje najczęściej drogi oddechowe i struny głosowe. Po

wniknięciu w ściany dróg oddechowych przenika do krwi i dalej do całego organizmu,
kumuluje się w ściankach tchawicy i oskrzelach oraz w wątrobie, śledzionie, mózgu
i węzłach chłonnych. Duże stężenie S0

w powietrzu może również prowadzić do zmian

w rogówce oka.

2. Tlenek węgla (CO) powstaje w wyniku niezupełnego spalania węgla. Jest niezwykle

groźny, silnie toksyczny. Powoduje ciężkie zatrucia (zaczadzenie), a nawet śmierć
organizmu.

3. Tlenek azotu (NO) ma działania toksyczne. Obniża odporność organizmu na infekcje

bakteryjne, działa drażniąco na oczy i drogi oddechowe, jest przyczyną zaburzeń
w oddychaniu, powoduje choroby alergiczne (między innymi astmę). Tlenki azotu (NO

)

są prekursorami powstających w glebie związków rakotwórczych i mutagennych.
W połączeniu z gazowymi węglowodorami tworzą w określonych warunkach
atmosferycznych zjawisko smogu, znanego z Los Angeles, Londynu i Meksyku. Tlenki
azotu, po utlenieniu w obecności pary wodnej, mają również udział w tworzeniu
kwaśnych deszczów i ich niszczącym działaniu.

4. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) powodują ostre i przewlekłe

zmiany. W grupie węglowodorów aromatycznych duże zagrożenie stanowi benzopiren, ze
względu na właściwości rakotwórcze.

5. Metale ciężkie odkładają się w szpiku kostnym, śledzionie i nerkach, uszkadzają układ

nerwowy, powodują anemię, zaburzenia snu, agresywność, mogą wywoływać zmiany
nowotworowe.

6. Pyły powodują podrażnienia naskórka i śluzówki. Niebezpieczne są pyły najdrobniejsze

o wielkości cząstki do 5 µm, które z łatwością przenikają do organizmu wywołując jego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zatrucie, zapalenia górnych dróg oddechowych, pylicę, nowotwory płuc, choroby
alergiczne i astmę.
Zanieczyszczenia pyłowe i gazowe wywołują liczne schorzenia i choroby stanowiąc

istotne zagrożenie zdrowia oraz życia człowieka. Ponieważ dziennie nasze płuca pompują
ponad 12 m

powietrza, jego jakość jest bardzo ważna. Zanieczyszczenia powietrza

najczęściej w sposób systematyczny, w małych dawkach, wywołują schorzenia chroniczne.
Mogą jednakże, w szczególnych przypadkach, wywoływać ostre dolegliwości. Najbardziej
narażony na zanieczyszczenia pyłowe i gazowe jest układ oddechowy. Najczęściej objawia
się to w postaci podrażnienia górnych dróg oddechowych, nieżytów gardła czy krtani
i zapalenia zatok, oskrzeli oraz płuc, co powoduje, że częstsze i cięższe są grypy, anginy
i zapalenia oskrzeli oraz płuc. W konsekwencji oznacza to rozedmę i niewydolność
oddechową. Rozwija się nieżyt oskrzeli i chroniczne choroby płuc. Zostaje upośledzona praca
serca i wzrasta zagrożenie zawałem. Zanieczyszczenia powietrza, zwłaszcza niektóre tlenki
węgla, cyjanki, cyjanowodór, kadm, węglowodory hamują enzymy i inne czynne białka,
prowadząc do niedotlenienia mięśnia sercowego.

Inne zanieczyszczenia (zwłaszcza fluor) wpływają na układ ruchu, kumulując się

początkowo bezobjawowo, co po kilku latach może ujawnić się jako fluoroza. Przejawia się
ona bólami stawów, ograniczoną ruchliwością szkieletu i zwyrodnieniem kości.

W powietrzu zwłaszcza wielu miast znajdują się liczne związki rakotwórcze. Ich działanie

mogą wzmocnić niektóre związki, jak na przykład chrom, nikiel, arsen i fluor. Istotny jest
również wpływ zanieczyszczeń na układ nerwowy wywołujący choroby psychiczne,
uszkodzenia mózgu i upośledzenia umysłowe. Związki antymonu, cynku, kadmu, talu, selenu
i siarki powodują zatrucia pokarmowe, schorzenia nerek czy wątroby. Liczne są także alergie
i schorzenia skóry. Przeprowadzone w wielu regionach świata badania stwierdziły ścisły
związek pomiędzy poziomem zanieczyszczenia powietrza a stanem zdrowia ludzi,
szczególnie dzieci i młodzieży. Szkodliwe działanie zanieczyszczeń powietrza nie omija także
zwierząt – domowych i dzikich. Chorują one na choroby dróg oddechowych, przewodu
pokarmowego, a także specyficzne schorzenia zwierzęce.

Zanieczyszczenia powietrza powodują również liczne straty ekonomiczne ponoszone

przez społeczeństwo i gospodarkę. Ich ocena jest jednak bardzo trudna. Trudna jest zarówno
identyfikacja szkód, określenie ich zasięgu, jak i oszacowanie rozmiarów. Straty ponoszone
przez gospodarkę z powodu zanieczyszczenia powietrza:
− związane z nakładami na ochronę powietrza atmosferycznego,

− obniżenie stanu zdrowotnego społeczeństwa,
− straty surowców zawartych w odpadach lotnych,

− straty spowodowane zwiększoną korozją. Obejmuje ona zarówno bezpośrednie koszty

zniszczeń korozyjnych (m.in. zmniejszenie wartości skorodowanych narzędzi, materiałów
i wyrobów gotowych oraz zmniejszenie wartości środków trwałych), pośrednie koszty
strat korozyjnych oraz koszty ochrony przed korozją.

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Do czego przyczynia się zanieczyszczenie powietrza?
2. Jakie związki chemiczne zanieczyszczające powietrze mają największy negatywny

wpływ na zdrowie człowieka?

3. Jak wpływają na zdrowie człowieka związki SO

, CO, NOx, WWA, metale ciężkie, pyły?

4. Dlaczego zanieczyszczenie powietrza powoduje straty ekonomiczne?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Omów wpływ zanieczyszczenia powietrza na zdrowie człowieka.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w dostępnych źródłach informacje na temat zanieczyszczeń powietrza,
2) wynotować z Encyklopedii Zdrowia albo innego źródła jaki wpływ mają te substancje na

zdrowie człowieka,

3) zebrać informacje na ten temat i opracować w formie tabeli,

Zanieczyszczenie powietrza Wpływ na zdrowie człowieka

4) przeprowadzić wywiad w pobliskiej przychodni na temat częstotliwości zachorowań

mieszkańców Twojej miejscowości na choroby wywołane negatywnym wpływem
zanieczyszczeń powietrza,

5) wyszukać z rocznika statystycznego dane dotyczące liczby zachorowań na pylicę

w poszczególnych województwach w ostatnim roku,

6) przedstawić te dane graficznie i dokonać interpretacji uzyskanych wyników,
7) przygotować argumenty do dyskusji na temat „Zanieczyszczenie powietrza a zdrowie

człowieka”.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  literatura, rocznik statystyczny,
–  kwestionariusz wywiadu,
–  dyktafon lub kamera.

Ćwiczenie 2

Oceń straty ekonomiczne wywołane zanieczyszczeniem powietrza.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pracować z kolegami w grupie i przygotować prezentację w programie „Microsoft Power

Point” dokumentującą zniszczenia i straty ponoszone przez gospodarkę, wywołanych
zanieczyszczeniem powietrza w najbliższej okolicy,

2) wyszukać w Internecie informacje na ten temat,
3) dokonać analizy porównawczej w celu oceny stanu zanieczyszczenia powietrza w miejscu

zamieszkania,

4) zaproponować kilka sposobów na poprawienie czystości powietrza.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

– literatura,
– komputer z dostępem do Internetu

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wymienić zanieczyszczenia gazowe powietrza?

⁫

2) wymienić zanieczyszczenia pyłowe?

⁫

3) scharakteryzować choroby wywołane zanieczyszczeniami

powietrza?

⁫

4) ocenić straty ekonomiczne?

⁫

5) zebrać informacje na dany temat?

⁫

6) zaprezentować opracowany materiał dokumentacyjny?

⁫

7) ocenić wpływ zanieczyszczeń powietrza na środowisko lokalne?

⁫

8) omówić negatywny wpływ zanieczyszczenia na zdrowie

człowieka?

⁫

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8. Zmiany w środowisku pod wpływem zanieczyszczeń
powietrza

4.8.1. Materiał nauczania

Zanieczyszczenie powietrza jest obecnie jedną z największych przyczyn zmian

w środowisku. Konsekwencją tych zmian jest wystąpienie następujących zjawisk o zasięgu
nie tylko lokalnym, regionalnym, ale już globalnym.

Smog – zanieczyszczone powietrze zawierające duże stężenia pyłów i toksycznych

gazów, których źródłem jest głównie motoryzacja i przemysł. Rozróżnia się dwa rodzaje
smogu: siarkowy – kwaśny i fotochemiczny.
− Smog siarkowy (kwaśny, „londyński”) może wystąpić w zimie przy temperaturze 3–5

w wilgotnym klimacie umiarkowanym, w aglomeracjach. Zawiera głównie dwutlenek
siarki, dwutlenek węgla, pyły i sadzę (szara mgła). Powoduje ograniczenie widoczności,
łzawienie, duszność, podrażnienie dróg oddechowych, a także zaburzenia pracy układu
krążenia i podrażnienie skóry. Jest sprawcą licznych zachorowań i nagłych zgonów ludzi.
Wywiera silne działanie korozyjne na środowisko. Korozją objęte są bardzo często
budynki, budowle i zabytki kultury. Przy większej niż 60% wilgotności rozkład
substancji mineralnych jest bardziej intensywny i szybki. Znaczne jest także
oddziaływanie SO

na wapienie, piaskowce i dolomity. Wapienie i dolomity zamieniają

się w siarczany. Powstaje z nich gips (CaSO

–2H

O), a z dolomitów – siarczan magnezu.

Tlenki azotu i dwutlenek węgla oraz fluorowodór przyspieszają korozję więcej niż
trzykrotnie. Kwarc zmienia się pod ich wpływem w czterofluorek krzemu, a mniej
odporne skalenie, kalcyt i materiały ilaste rozkładają się na łatwo rozpuszczalne
fluorogliniany i fluorokrzemiany oraz trudno rozpuszczalny fluorek wapnia. Straty
ekonomiczne związane z degradacją środowiska przyrodniczego są bardzo duże.

− Smog fotochemiczny (typu „Los Angeles") tworzy się w warunkach klimatu tropikalnego

lub subtropikalnego, od lipca do października przy temperaturze 24–35°C, przy dużej
emisji spalin samochodowych. Głównymi zanieczyszczeniami są: tlenek węgla, tlenki
azotu, węglowodory, ozon, pyły przemysłowe (powietrze ma brązowawe zabarwienie).
Pod wpływem promieniowania słonecznego związki te, reagują ze sobą, tworząc
substancje silnie utleniające. Smog fotochemiczny atakuje drogi oddechowe, zmniejsza
odporność na choroby. Jest szkodliwy także dla roślin.

Kwaśne opady to opady zawierające zaabsorbowane w kroplach wody: dwutlenek siarki,

tlenki azotu oraz ich produkty reakcji w atmosferze - rozcieńczone roztwory kwasów
siarkowego (IV), najbardziej szkodliwego kwasu siarkowego (VI), a także kwasu azotowego
(V). Powstają nad obszarami, gdzie atmosfera jest zanieczyszczana długotrwałą emisją
dwutlenku siarki i tlenków azotu (ze źródeł naturalnych, jak czynne wulkany, albo
sztucznych, jak spaliny z dużych elektrowni i elektrociepłowni zasilanych zasiarczonym
paliwem).

Wraz z opadami (deszcz, śnieg, grad, mgła) związki te docierają do powierzchni Ziemi tu

przyczyniają się do zakwaszenia gleby i wód powierzchniowych, wywierają szkodliwy
wpływ na szatę roślinną, w tym na lasy. Oddziaływanie to ma charakter bezpośredni -
uszkadzane są nadziemne części roślin (głównie liście) oraz pośredni, gdy szkody w lasach
powstają w wyniku zanieczyszczenia gleby. Najbardziej uszkadzane są gatunki iglaste, przede
wszystkim jodła, świerk, sosna. Drzewa iglaste są bardziej wrażliwe na zanieczyszczenie
powietrza niż drzewa liściaste. Wynika to stąd, że całkowita powierzchnia igieł narażona na
działanie zanieczyszczeń jest większa niż liści, a także dlatego, że liście rokrocznie opadają

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i czas oddziaływania zanieczyszczeń jest w tym przypadku krótszy. Szczególnie zagrożona
jest jodła, ponieważ: jest najbardziej wrażliwa, rośnie na południu Polski w pobliżu obszarów
przemysłowych na wyżynach i w górach.

Kwaśne opady i ozon niszczą ochronną warstwę wosku na liściach i igłach,

uszkadzają aparaty szparkowe, powodują nadmierne parowanie wody. Rozpad chlorofilu
wywołuje zakłócenia w procesie fotosyntezy. W rezultacie zwiększa się wrażliwość roślin na
czynniki klimatyczne: suszę, niskie temperatury, wiatry. Następuje odbarwienie liści i ich
opadanie – objaw najwcześniej zauważalny. Zewnętrzne symptomy szkód spowodowanych
przez kwaśne deszcze nazwano „śmiercią zewnętrzną". Duże skumulowanie substancji
toksycznych w glebie powoduje zamieranie korzeni, a tym samym przyczynia się do
obumierania rośliny.

Efekt cieplarniany spowodowany jest nadmierną emisją dwutlenku węgla do atmosfery.

Ilość dwutlenku węgla zmniejszają drzewa, którym jest on potrzebny do procesu fotosyntezy.
Jednak w ostatnich latach zaczęto masowo wycinać lasy amazońskie i zmniejszyła się ilość
pochłanianego przez drzewa dwutlenku węgla. Wskutek tego, za kilka lat może nastąpić
wzrost temperatury o kilka stopni, co spowoduje topnienie lodowców Antarktydy,
podniesienie się poziomu mórz i zatopienie znacznych części lądu.

Freony (związki chlorofluorowęglowe) to gazy, używane w urządzeniach chłodzących

lodówek i zamrażarek, a także do większości pojemników „spray”. Uwolnione freony unoszą
się w górę aż do stratosfery. Tam rozpadają się i uwalnia się z nich chlor. Atomy chloru
„atakują" cząsteczki ozonu (O

). Chlor nie zużywa się przy tym i może niszczyć następne

cząsteczki ozonu. Ubytki ozonu w stratosferze zwane są „dziurą ozonową". Dlatego
przedostaje się znacznie więcej ultrafioletu, niż jest to dopuszczalne dla organizmów.

Pojawia się wzrost zachorowań na raka skóry i choroby oczu (z zaćmą i ślepotą włącznie).

Nadmiar promieniowania UV uszkadza też strukturę kwasów nukleinowych, a to prowadzi do
mutacji genetycznych.

W celu ochrony powłoki ozonowej z inicjatywy UNEP, przedstawiciele 31 państw

podpisali w 1987 r. Protokół Montrealski – umowę zakładającą 50% spadek produkcji
freonów do 2000 r., w stosunku do 1986 r. Od 1990 r. obserwowane jest zmniejszenie tempa
wzrostu freonów w atmosferze.

Tabela 10.Wpływ zanieczyszczeń atmosfery na ekosystemy

Przyczyny

Źródła

Rodzaj

zanieczyszczeń

Zjawiska

globalne

Skutki

- elektrownie węglowe
- ciepłownie (kotłownie)
- silniki spalinowe
- wyręby i pożary lasów
- pola ryżowe i bagna
- odchody bydła
- wybuchy wulkanów

, CH

, O

CFC, CO
para wodna

efekt
cieplarniany

Globalne ocieplenie powierzchni
Ziemi, które wywoła zmiany
klimatu, to jest
- przesunięcie klimatycznych stref
roślinnych, co spowoduje
wyginięcie wielu gatunków roślin
- susze, a więc spadek produkcji
zbóż
- wzrost częstotliwości i siły
wiatrów
- stopienie gór lodowych, co
przyczyni się do zalania obszarów
niżej położonych i zmianę linii
brzegowych całych kontynentów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

- lodówki, chłodziarki
- aerozole (dezodoranty)
- przemysł elektroniczny
(środki czyszczące)
- przemysł spożywczy
(środki chłodzące)
- pianki styropianowe
(opakowania)

- freony na
przykład CFCI

zawierające
chlor
- fluorowce
i halogeny
zawierające
brom

dziura
ozonowa

- choroby zakaźne skóry
(czerniak)
- choroby oczu (katarakta)
- obniżenie odporności
immunologicznej organizmu
- mutacje, na przykład DNA
- zniszczenie ekosystemów
wodnych (na przykład ryby
i plankton
w jeziorach skandynawskich)

- silniki spalinowe
(samochody)
- elektrownie węglowe
(spalające zasiarczony
węgiel)
- fitoplankton

, NO

aerozole
siarczanowe

kwaśne
opady

- oparzenia skóry i oczu
- choroby dróg oddechowych
i układu krążenia
- zakwaszenie i perkolacja gleb
- wyginięcie lasów
- korozje metali niszczenie
obiektów zbudowanych
z kamienia, granitu i gumy

Źródło: Kalendarz ekologiczny 2004

Zarząd Okręgowy Ligi Ochrony Przyrody w Kielcach

4.8.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.  Jakie występują zmiany w środowisku pod wpływem zanieczyszczeń powietrza?
2.  Co to jest smog?
3.  W jaki sposób powstaje smog fotochemiczny i przemysłowy?
4.  Jak powstają kwaśne opady?
5.  Czym spowodowany jest efekt cieplarniany?
6.  Jaki wpływ na zdrowie człowieka, kondycje roślin i zwierząt mają zanieczyszczenia

powietrza?

7. Jakie są konsekwencje zmian w środowisku pod wpływem zanieczyszczeń powietrza?

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zbadaj wpływ kwaśnych opadów na rośliny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zamontować zestaw jak na rysunku 3:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 3. Odbarwianie płatków kwiatów i liści roślin.

Źródło: Gietka M.; Pędlowska M. Interdyscyplinarny konkurs skuteczną metodą nauczania ekologii.
Podkarpacki Ośrodek Doskonalenia Nauczycieli. Rzeszów 2002

2) w rurce umieścić kilka zielonych liści i kilka kolorowych wilgotnych płatków kwiatów

(najlepiej pelargonii), które wcześniej zostały częściowo pozbawione warstwy wosku,
poprzez potarcie na przykład acetonem,

3) z wkraplacza wpuścić parę kropli kwasu siarkowego (VI) do siarczanu (IV) sodu.

Powstający tlenek siarki (IV) przechodzi przez rurkę reakcyjną do kolby z wodą
destylowaną zabarwioną oranżem metylowym,

4) zanotować spostrzeżenia dotyczące zanieczyszczenia powietrza,
5) uzupełnić reakcję chemiczną:

+ H

→

………. + H

O+ …………

6) sformułować wniosek.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–  liście i kwiaty roślin,
–  dwie kolby stożkowe, wkraplacz, szklane rurki, cztery korki z otworami,
–  odczynniki: siarczan (IV) sodu Na

około 10% kwas siarkowy (VI) H

, woda

destylowana, oranż metylowy, aceton CH

-CO-CH

Ćwiczenie 2

Zbadaj wpływ kwaśnych opadów na skały, budowle, pomniki i konstrukcje metalowe.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) do pierwszego krystalizatora włożyć kawałek starego tynku, do drugiego żelazny gwóźdź,
2) oba badane materiały zalać 10% roztworem kwasu siarkowego (VI) H

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Źródło: Gietka M.; Pędlowska M. Interdyscyplinarny konkurs skuteczną metodą nauczania ekologii.
Podkarpacki Ośrodek Doskonalenia Nauczycieli. Rzeszów 2002

3)  równocześnie przygotować próby wzorcowe tych materiałów zalewając je czystą wodą,
4)  zanotować spostrzeżenia,
5)  uzupełnić reakcję:

I W krystalizatorze kwas siarkowy (VI) szybko reaguje z tynkiem, wydziela

się………………….

+CaCO

→

………. + H

O+ …………

II W krystalizatorze żelazny gwóźdź również ulega działaniu kwasu siarkowego

(VI), wydziela się bezbarwny gaz (wodór).

+ Fe

→

………. + H

6) sformułować wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– odczynniki: 10% roztwór kwasu siarkowego (VI) H

, woda wodociągowa,

– badany materiał (kawałek tynku, żelazny gwóźdź),
– krystalizatory, szklane bagietki.

Ćwiczenie 3

Dokonaj obserwacji zachowanie się metali w powietrzu i bez dostępu powietrza.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) dwie miedziane blaszki oczyścić z jednej strony papierem ściernym, aż do momentu gdy

uzyskają one metaliczny połysk,

2) następnie zagiąć jedną z nich tak, że jej zgięcia są skierowane w kierunku oczyszczonej

powierzchni,

3) należy ją zbić młotkiem tak, aby do jej wnętrza nie dostało się powietrze,
4) pierwszą blaszkę chwyć w szczypce i ogrzewaj nad płomieniem palnika (nie

wyczyszczoną powierzchnią do palnika). Podobnie zrób z drugą, po czym odegnij
wszystkie zagięcia,

5)  zanotować spostrzeżenia,
6)  sformułować wnioski,
7)  wyszukać w dostępnych źródłach i wyjaśnić co to jest pasywacja.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

– Miedziane blaszki, młotek, palnik, metalowe szczypce, papier ścierny.

4.8.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić zmiany w środowisku pod wpływem zanieczyszczenia

powietrza?

⁫

2) podać przyczyny zmian w środowisku?

⁫

3) omówić negatywny wpływ zanieczyszczeń powietrza na rośliny,
zwierzęta, człowieka?

⁫

4) wykonać proste doświadczenie i sformułować wnioski?

⁫

5) przewidzieć zmiany zachodzące w środowisku pod wpływem
zanieczyszczeń powietrza?

⁫

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4.  Test zawiera 10 pytań dotyczących ochrony powietrza przed zanieczyszczeniami.
5.  Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi:

− w pytaniach wielokrotnego wyboru zaznacz prawidłową odpowiedź X, w przypadku

pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie
zakreślić odpowiedź prawidłową,

− w pytaniach z krótką odpowiedzią wpisz odpowiedź w wyznaczonym polu,
− w zadaniach do uzupełnienia wpisz brakujące wyrazy,

− w niektórych zadaniach musisz udzielić dłuższych odpowiedzi według polecenia.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż rozwiązanie na

później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. Trudności mogą przysporzyć Ci
niektóre pytania, gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe.

8. Nauczyciel poinformuje Cię ile masz czasu na rozwiązanie testu.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1.  W jaki sposób wyrażone są kryteria jakości powietrza:

.......................................................................................................................................................

2. W Polsce podstawowe pomiary w zakresie monitoringu powietrza prowadzi
......................................... korzystając z danych zgromadzonych przez pracowników stacji
meteorologicznych i pomiarów prowadzonych przez służbę sanitarno-epidemiologiczną.

3.  Wyjaśnij pojęcie bioindykacja:

.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................

4. W metodach ............... wyodrębnia się oznaczoną substancję z badanego powietrza drogą
przepuszczenia go przez filtr selektywny, zatrzymujący zanieczyszczenia i umożliwiający
oznaczenie zatrzymanej substancji metodami chemicznymi lub fizycznymi.

5. W metodach ............. próbkę badanego powietrza izoluje się od otoczenia w naczyniu
o znanej objętości, a następnie wprowadza się czynnik pochłaniający zanieczyszczenia,
którego masę oznacza się metodami chemicznymi.

6. Jako bioindykatory w badaniach stopnia zanieczyszczenia powietrza wykorzystywane są:

a)  bakterie,
b)  rośliny wieloletnie,
c)  porosty,
d)  glony.

7. Określ, które gleby są najbardziej zagrożone działaniem kwaśnych opadów:

a)  piaszczyste lasów iglastych,
b)  piaszczyste lasów liściastych,
c)  wapienne lasów liściastych,
d)  A i B na równi.

8. Jest wiele metod monitorowania powietrza z wykorzystaniem porostów, scharakteryzuj
metodę analizy udziału form morfologicznych uwzględniając zasady jej przeprowadzenia:

.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9. Określ, które z poniższych pierwiastków powodują poważne uszkodzenia układu kostnego

człowieka i zwierząt:

I – Co II – Zn III – F IV – Hg V – Cd

a)  I, II, IV,
b)  III, V,
c)  III,
d)  III, IV.

10. Uzasadnij podając jeden argument, że SO

wpływa negatywnie na rozwój roślin

powodując niszczenie chlorofilu:

.......................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko

Monitorowanie powietrza

Zakreśl poprawną odpowiedź, wpisz brakujące części zadania lub odpowiedz na
pytania.

Numer

zadania

Odpowiedź

Punkty

a b c d

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. Literatura

1. Czaja S.: Globalne zmiany klimatyczne. Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko,

Białystok 1998

2. Czubaj R., Janiec K.: Tablice przyrodnicze. MAC Edukacja S.A. Kielce 2002
3. Dobrzański G.: Ochrona środowiska przyrodniczego. Wydawnictwo Ekonomia

i Środowisko, Białystok 1997

4. Fałtynowicz W.: Monitoring powietrza – porosty jako biowskaźnik zanieczyszczenia.

FCEEW, Krosno 1994

5. Gietka M.; Pędlowska M.: Interdyscyplinarny konkurs skuteczną metodą nauczania

ekologii. Podkarpacki Ośrodek Doskonalenia Nauczycieli, Rzeszów 2002

6. Gomółka E., Szaynok A.: Chemia wody i powietrza. Oficyna Wydawnicza Politechniki

Wrocławskiej, Wrocław 1997.

7. Gutkowski. B.: Aktualne przepisy w ochronie środowiska. Poradnik. Agencja Ochrony

Środowiska, Koszalin 2003

8. Häfner M.: Ochrona środowiska – księga eko-testów do pracy w szkole i w domu. Polski

Klub Ekologiczny, Kraków 1993

9. Hłuszyk H., Stankiewicz A.: Słownik szkolny – ekologia WsiP, Warszawa 1996
10. Iwanek I., Jarosławski J., Mitosek G., Skotak K.: Wskazówki dotyczące monitoringu

jakości powietrza w Polsce. Główny Inspektor Ochrony Środowiska, Warszawa 2003

11. Jagusiewicz A.: Powietrze – człowiek – środowisko. Ludowa Spółdzielnia Wydawnicza,

Warszawa 1981

12. Juda J., Chróściel S.: Ochrona powietrza atmosferycznego. Wydawnictwa Naukowo-

Techniczne, Warszawa 1974

13. Kalinowska A.: Ekologia – wybór przyszłości. Editions Spotkania, Warszawa 1991
14. Kłyś M.: Biologia – zeszyt ćwiczeń dla gimnazjum część trzecia. Nowa Era, Warszawa

2001

15. Korczak W.C.: Higiena – podręcznik dla szkół medycznych. Wydawnictwo Lekarskie

PZWL, Warszawa 1998

16. Kozak D., Chmiel B., Niećko J.: Ochrona środowiska – podręcznik do ćwiczeń

terenowych. Wydawnictwo Uniwersytetu Marii Curie – Skłodowskiej, Lublin 2001.

17. Normy dotyczące ochrony środowiska
18. Olaczek R.: Słownik szkolny – ochrona przyrody i środowiska. WSiP,

Warszawa 1999

19. Powietrze i jego zanieczyszczenie – pakiet edukacyjny. Jangar, Warszawa 2000
20. Powietrze istnieniem życia na Ziemi. Zarząd Okręgu LOP w Szczecinie,

Szczecin 2005

21. Pyłka-Gutkowska E.: Ekologia z ochroną środowiska. Wydawnictwo Oświata, Warszawa

1998

22. Kurnatowska A. (red.): Ekologia jej związki z różnymi dziedzinami wiedzy.

Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa – Łódź 1997

23. Prandecka B. (red.): Interdyscyplinarne podstawy ochrony środowiska przyrodniczego.

Wyd. im. Ossolińskich, Wrocław – Warszawa – Kraków 1993

24. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 czerwca 2002 r. w sprawie oceny

poziomów substancji w powietrzu Dz.U. 2002 nr 87 poz. 798

25. Rocznik statystyczny Rzecz
26. Skorupski W.: Ochrona Powietrza atmosferycznego. Pomiary stężeń zanieczyszczeń w

powietrzu atmosferycznym. Ośrodek Doskonalenia Kadr Kierowniczych Ochrony
Środowiska, Dębe 1979

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27. Stan środowiska w województwie świętokrzyskim w roku 2003. Raport Biblioteka

Monitoringu Środowiska, Kielce 2003

28. Stankiewicz M., Wawrzyniak-Kulczyk M.: Poznaj zbadaj. Chroń środowisko

w którym żyjesz. WSiP 1997

29. Śnieżek T.R.: Przyrządy i metody pomiarowe w meteorologii i hydrobiologii, Warszawa

1978

30. Warych J.: Oczyszczanie gazów. Procesy i aparatura. Wyd. Nauki i Techniki. Warszawa,

1998

31. Wiśniewski H., Kowaleski G.: Ekologia z ochroną i kształtowaniem środowiska.

AGHEN, Warszawa 2000

32. Wojciechowski I.: Ekologiczne podstawy kształtowania środowiska. PWN,

Warszawa 1987

33. Woś A.: Meteorologia dla geografów. PWN, Warszawa 2000
34. Żukowski P.: Degradacja i ochrona atmosfery. Wydawnictwo Oświatowe FOSZE,

Rzeszów 1996

35.  www.imgw.pl
36.  www.wsip.com.pl
37.  www.wentylacja.com.pl/technologia/technologia.asp?/D=1848
38.  www.ellaz.pl/polska/ksia-powietrze.htm